上一部中,超级电脑“天网”阻止人类抵抗领袖约翰·康纳诞生的行动失败,时隔13年后,在“审判日”到来之前,“天网”派出了更加先进的生化机器人T-1000(罗伯特·帕特里克 饰)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(阿诺· 施瓦辛格 饰)回去保卫年幼的自己。 此时,萨拉·康纳(琳达·汉密尔顿 饰)因为怪异的言行而住进了精神疗养院,约翰则和养父母住在一起,行为叛逆。T-800找到他们,在逃避T-1000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(乔·莫顿 饰),说服他销毁一切有关“天网”的资料,此时,警察和T-1000同时赶来,他们陷入了多方争斗中。
斯科特·麦克洛维茨 尼克·诺特 艾米·斯马特 蒂姆·迪凯 艾什顿·霍尔姆斯 保罗·韦斯利 B·J·布里特 艾格尼丝·布鲁根 Tom Tarantini 毕崔斯·罗森 雷·怀斯 Scott Caudill Matthew Prater Bart Conner Jimmy Bradley Dan Millman 斯蒂夫·泰利 Tom Costello Karen Landry 罗布·莫兰 Tyler Vogt 托尼·布莱克 Ksenia Jarova Vladislav Kozlov 尼托·拉里奥萨 Renz
莱昂纳多·迪卡普里奥 洛兰·布拉科 玛丽琳·索科尔 詹姆斯·马迪欧 帕特里克·麦克高 马克·沃尔伯格 罗伊·库珀 维森特·帕斯托雷 布鲁诺·柯比 Jimmy Papiris Nick Gaetani 亚历山大·卓别林 本·乔琴森 乔什·莫斯特尔 朱丽叶特·刘易斯
埃泽奎尔·罗德里格斯 德米安·萨洛蒙 路易斯·齐姆博夫斯基 马塞洛·米奇诺 费德里科·利斯 西尔维娜·萨巴特 埃米利奥·沃达诺维奇 保拉·鲁宾斯坦 弗吉尼亚·加罗法洛 德西雷·萨尔盖罗