未來世界由機器人統治后發動滅絕人類戰爭，反抗軍領袖約翰·康納在得知天網系統計劃派終結者T-800型機器人（阿諾·施瓦辛格飾）穿越時空刺殺其母親莎拉·康納（琳達·漢密爾頓飾）后，派遣忠誠戰士凱爾·雷斯（邁克爾·比恩飾）執行阻擊任務。1984年的洛杉磯，雷斯成功解救正被液態金屬機器人追殺的大學生莎拉，并揭露天網系統的起源真相。在躲避T-800追捕過程中，兩人逐漸建立情感并確認彼此身份——雷斯正是約翰未來的生父。當莎拉意識到人類存亡的關鍵使命后，主動將T-800引向工業機械廠房。最終雷斯用自制炸彈與機器人同歸于盡，成功摧毀其上半身核心裝置，莎拉則帶著已孕胚胎踏上逃亡之路。片尾顯示懷孕的莎拉獨自前往墨西哥邊境，同時儲備軍火準備迎接未來戰爭。