เรื่องราวเกิดขึ้นในปี 2003 หลังจากเหตุการณ์ในสองภาคก่อนหน้านี้ John Connor (รับบทโดย Nick Stahl) ได้ใช้ชีวิตแบบหลบซ่อนตัวและพยายามหลีกเลี่ยงการก่อการร้ายจาก Skynet แต่เมื่อถึงเวลา, เขาไม่สามารถหลีกเลี่ยงชะตากรรมที่กำหนดไว้ได้
Skynet ได้ส่ง Terminatrix หรือ T-X (รับบทโดย Kristanna Loken), เครื่องจักรที่มีความสามารถสูงและถูกออกแบบมาเพื่อกำจัด John และคนใกล้ชิดของเขา โดย John ต้องร่วมมือกับ Kate Brewster (รับบทโดย Claire Danes), ซึ่งเป็นคนที่เขารู้จักในอนาคต และ T-800 (Arnold Schwarzenegger) ที่กลับมาช่วยปกป้องพวกเขา
ภาพยนตร์จะพาผู้ชมไปสู่การต่อสู้เพื่อความอยู่รอดในขณะที่พวกเขาต้องเผชิญหน้ากับ T-X และพยายามหยุดยั้งการเกิดขึ้นของวันพิพากษา
