
Den zúčtování byl sice v roce 1997 odvrácen, ale John Connor, z něhož se stal mladý muž, má stále obavy z budoucnosti, před níž se však marně skrývá. Stroje proti němu z budoucnosti vyslaly superterminátorku T-X, která má nejrůznější vlastnosti a která je téměř nezničitelná. Replika terminátora T-101, rovněž poslaného z budoucnosti, má proti ní jen chabé šance. Přesto tento kyborg dokáže téměř všemocné soupeřce vzdorovat a splní svůj úkol: ochrání nejen Johna, ale také sympatickou Kate, dceru generála Brewstera, stvořitele počítačového systému Skynet, jenž se vymkne kontrole a poštve stroje proti lidstvu.
Od chvíle, kdy John Connor s matkou a terminátorem zabránili zkáze lidstva, uplynulo deset let. John se snaží žít tak, aby ho stroje nedokázaly najít. Vymazal o sobě všechny údaje a zničil vše, co by ho mohlo spojovat s minulostí. Jedné noci se ale objeví nejdokonalejší typ terminátora s označením T-X, který se vydá hledat cíle určené k likvidaci. John je zraněn při autonehodě, a tak se vloupe na veterinární kliniku pro léky. Přistihne ho tam Kate, která se vrátila kvůli jedné ze svých zákaznic. Ukáže se, že se oba znají ze školy, ale dřív než si cokoli stačí vysvětlit, vtrhne na stanici T-X a zabije zákaznici v domnění, že jde o Kate. Zjistí, že v budově je i její hlavní cíl John Connor, ale dřív než je stačí oba zabít, zachrání je starší typ terminátora T-101. Ten pak Johnovi řekne, že byl vyslán, aby ho chránil, a že soudný den byl jejich zásahem před deseti lety pouze oddálen a nyní zbývají do vypuknutí jaderné války pouhé tři hodiny.
Od momentu, keď sa Johnovi Connorovi (Nick Stahl) podarilo odvrátiť súdny deň a zachrániť ľudstvo pred zničením, uplynulo 10 rokov. V súčasnosti dvadsaťdva ročný Connor žije inak, ako väčšina ľudí – bez domova, bez kreditných kariet, bez mobilného telefónu a bez práce. Bez akýchkoľvek záznamov o svojej existencii. Žije spôsobom, ktorý znemožňuje, aby ho vystopoval Skynet. Z tieňa budúcnosti však jedného dňa vystúpi T-X (Kristanna Loken), doposiaľ najvyspelejší vražedný stroj Skynetu, ktorý vyslali z budúcnosti, aby dokončil prácu svojho predchodcu T-1000. Vo svojej ľudskej – ženskej podobe je T-X rovnako krásna, ako aj v skutočnosti neľútostná. Je mnohonásobne silnejšia, nebezpečnejšia a deštruktívnejšia, než ktorýkoľvek Terminátor, ktorý tu bol pred ňou. Teraz však nie je jediným cieľom Skynetu John Connor. Nič netušiaca veterinárka Kate Brewsterová (Claire Danes) sa skoro stane svedkom toho, ako jej dávna minulosť a nádejná súčasnoť vyústi do nepredstaviteľnej budúcnosti. Pokiaľ ovšem dokáže uniknúť vražednej T-X. Keď si Connor a Kate uvedomia, že do príchodu súdneho dňa zostávajú iba tri hodiny, ich jedinou nádejou na prežitie sa stáva replika Terminátora (Arnold Schwarzenegger) – tajomného a teraz už zastaralého robota, ktorý sa Connora v minulosti pokúšal zabiť. Spoločnými silami musia zvíťaziť nad technologicky vyspelejšou T-X a odvrátiť tak hrozbu súdneho dňa… alebo odsúdiť celé ľudstvo na zánik.