故事发生在《终结者2》10年之后，终结者又回来了。　　此时John Connor(Nick Stahl) 饰)已经22岁，他的母亲去世后，他过着隐姓埋名的生活，不愿意面对即将到来的命运。但是，命运并不以他的意志为转移，“天网”经历了两个失败之后，派出了更为先进的T-X终结者（Kristanna Loken 饰）来追杀他，人类也同样送回了T-800改良后的终结者T-850（Arnold Schwarzenegger饰）保护John。　　John巧遇了儿时的伙伴，兽医Kate Brewster（Claire Danes 饰)，Kate的父亲是美国军方“天网”系统的负责人，她本人也将成为人类叛军的副统领，理所当然成了T-X的打击对象。二人在T-850的保护下，开始了逃亡之路。　　同时，美国电脑系统病毒入侵，人类束手无策之下准备启用“天网”，一旦“天网”接管美国军方防御系统，人类将首当其冲的被消灭。　　面对已经发生的未来，John Connor和Kate Brewster决定奋起反抗，在T-850的帮助下，他们将又一次改变人类的命运。

大卫在童年挚友杰克的邀请下，到圣卡利石窟进行最后一次的洞穴冒险。当晚，他们围在营火旁，向导向他们简短解说有关圣卡利石窟的传奇，第二天一早，这群兴致勃勃的年轻人便迫不及待投入这项冒险的活动，但是却有一群邪恶的末知生命在黑暗中窥伺着他们。一个队员在石窟里与众人走散，却被神秘的生物杀死，他手中的油灯落到含有硫磺的地面上，甲发爆炸，造成石窟塌陷，这些探捡队员也被困在洞里。为了寻找出口，队员分头进行探索工作。萨拉进到石窟深处的狭缝里，赫然见到一双闪亮鬼魅的眼睛正注视着她。在无尽的黑暗中……