En un escenario post-apocalíptico en el 2018, John Connor (Bale) es el hombre destinado para dirigir la resistencia humana contra Skynet y su ejército de Terminators. Pero el futuro de Connor es alterado con la aparición de Marcus Wright (Worthington), un extraño cuyo último recuerdo es estar condenado a muerte. Connor debe decidir si Marcus ha sido enviado desde el futuro o rescatado del pasado. Mientras Skynet prepara su embate final, Connor y Marcus se embarcan en una odisea conjunta que los lleva al corazón de las operaciones de la compañía, donde descubren un terrible secreto que estaría detrás de un potencial exterminio de la humanidad.

Esta es la cuarta parte de la saga iniciada en 1984 por el director James Cameron y es la primera en la que no aparece Arnold Schwarzenegger. El actor Christian Bale ocupa el rol protagónico y se convirtió en el séptimo actor en interpretar al mismo personaje en la saga, incluyendo la serie de televisión "Terminator: The Sarah Connor Chronicles".