有230万人口,其中八成人口为学生的「学园都市」,是比其他地区科技更为先进,并从事「超能力开发」的特殊地区。而整座学园都市中仅有七人的等级5超能力者之一御坂美琴,由于她的能力与个性使然,因而被卷入了学园都市中所发生的种种事件……。天网拥有独立意识后,对创造它的人类展开血腥屠杀。此后的岁月,约翰·康纳率领战友和天网的机器人大军进行着旷日持久的战争。在关键的一次战役过后,天网将终结者派往1984年的洛杉矶,企图杀害约翰的妈妈莎拉。而约翰则将自己最亲密的战友——同时也是他的生身父亲凯尔·里斯派往过去。凯尔刚刚抵达洛杉矶便遭到液态金属终结者T-1000的袭击。与此同时,“老爹”则与莎拉联手干掉了终结者T-800。
似乎过去的事情悄然改变,凯尔则从时间旅行中的遭遇得到灵感,与莎拉穿越来至2017年,尝试阻止天网的诞生……。