Ett årtionde har gått sedan John Connor (Nick Stahl) var med och slogs för att förhindra domedagen och rädda mänskligheten. Nu vid 22 års ålder, lever han utanför samhället, utan hem, kreditkort, telefon eller jobb. Det finns inga bevis om att han ens existerar. Att han ska kunna spåras av Skynet, det avancerade nätverket av maskiner som en gång försökte döda honom och förgöra hela mänskligheten, är med andra ord omöjligt... Ända tills det från framtiden skickas en ännu farligare, dödligare och mer avancerad maskin, T-X (Kristanna Loken). Skickad genom tidsåldrarna för att avsluta det uppdrag som misslyckades av hennes föregångare T-1000, är den nya maskinen lika livsfarlig som dess yttre är vackert. Nu måste Connor återförenas med sin forne fiende, the Terminator (Arnold Schwarzenegger), och ta upp kampen mot den tekniskt överlägsna T-X och försöka hindra den domedag som närmar sig allt fortare...