在2018年，距离全球大部分人类灭亡的“审判日”灾难已经过去了十余年。人类与机器的斗争仍在继续，胜负未分。在日复一日的地下抗争中，人类的斗志逐渐被磨平，内部产生了分歧。有人对胜利失去希望，而有人渴望在抗争中获得权力。

在这个动荡的时代，救世军的一员，约翰·康纳（克里斯蒂安·贝尔饰），开始崭露头角。他拥有一个特殊的身份，因为他的家庭为了阻止天网和审判日的降临付出了巨大的代价。他的父亲来自未来，是一个刚刚出生不久的孩子。

面对现实的矛盾和战争的困境，约翰·康纳开始怀疑历史的轨迹是否会如初那样发展。他内心动摇，思考着历史是否因为某些差错而偏离了原来的方向，只是自己没有察觉。尽管充满疑虑，约翰·康纳仍然坚持战斗。

天网研制出更多种类的机器人，救世军面临的考验更加严峻。此时，一个名叫马库斯·怀特（萨姆·沃辛顿饰）的人加入救世军。他失去记忆，不知道自己来自哪里或目的何在。马库斯的唯一记忆就是自己曾是一名死囚。

在马库斯身上，约翰·康纳发现了一些与过去、现在和未来有关的线索。他进一步探索后发现，马库斯将成为左右这场战争的关键。通过马库斯，约翰·康纳潜入天网的核心地带。在那里，他发现了一个可怕的秘密，这个秘密可能导致整个人类彻底毁灭。

这部影片由克里斯蒂安·贝尔、安东·尤金、萨姆·沃辛顿、布莱丝·达拉斯·霍华德、穆恩·布拉德古德、科曼和海伦娜·伯翰·卡特等知名演员主演，给观众带来了令人难忘的视觉和情感体验。