在上一部电影中,超级电脑“天网”试图阻止人类抵抗领袖约翰·康纳的诞生。然而,这次的行动失败了,而且距离“审判日”还有13年的时间。为了应对这个新的挑战,“天网”派出了更加先进的生化机器人T-1000(由罗伯特·帕特里克扮演)从公元2029年回到洛杉矶,追杀已经长大的约翰。与此同时,约翰也派出了机器人T-800(由阿诺·施瓦辛格扮演)回去保护年幼的自己。
此时,萨拉·康纳(由琳达·汉密尔顿扮演)因为怪异的言行而住进了精神疗养院。约翰则和养父母一起生活,行为叛逆。T-800在逃避T-1000的追杀过程中,获得了二人的信任。
为了改变未来的历史,挽救人类的命运,萨拉、约翰和T-800 Model 101找到了“天网”之父,迈尔斯·戴森(由乔·莫顿扮演),说服他销毁一切有关“天网”的资料。然而,警察和T-1000同时赶来,他们陷入了多方争斗之中。