Mais de duas décadas se passaram desde que Sarah Connor impediu o Dia do Julgamento, mudou o futuro e reescreveu o destino da raça humana. Dani Ramos (Natalia Reyes) está vivendo uma vida simples na Cidade do México com seu irmão (Diego Boneta) e pai quando um novo Exterminador altamente avançado e mortal - um Rev-9 (Gabriel Luna) - viaja de volta no tempo para caçar e mate ela. A sobrevivência de Dani depende de sua união de forças com dois guerreiros: Grace (Mackenzie Davis), uma super-soldado aprimorada do futuro, e Sarah Connor (Linda Hamilton), endurecida pela batalha. Como o Rev-9 destrói cruelmente tudo e todos em seu caminho em busca de Dani, os três são levados a um T-800 (Arnold Schwarzenegger) do passado de Sarah, que pode ser sua última melhor esperança.