• Emilia Clarke trong vai Sarah Connor:

Là một cô bé bị mất người thân từ năm 9 tuổi, Sarah Connor đã sống với người máy T-800 từ khi được cứu sau sự truy sát của gã người máy T-1000 được gửi về sớm hơn. Giờ khi đã lớn, cô phải đón chờ một tương lai mới phía trước mặt trong việc thay đổi định mệnh hoặc để nó an bài trước khi đến với Kyle Reese.

Khác với phiên bản cùng thời điểm 1984 trong phần 1 có phần nhút nhát yếu đuối, lần này cô đã trở thành một Sarah mạnh mẽ và cứng rắn hơn nhiều so với lúc trước.

• Jason Clarke trong vai John Connor / T-3000[7]:

Một huyền thoại trong việc lãnh đạo nhân loại chống lại Skynet, John Connor đã trở nên trưởng thành hơn trong việc nhận biết việc ngăn chặn các hiểm họa trong tương lai được gây ra bởi Skynet. Tuy nhiên để thay đổi được việc Skynet bắn T-101 trở về quá khứ giết mẹ của anh là Sarah Connor thì John vẫn không thể thực hiện được. John Connor đành chấp nhận việc đưa Kyle Reese trở về quá khứ năm 1984 để cứu mẹ của anh ta trước khi T-101 làm được điều đó.

Tuy nhiên trong lúc quan sát Kyle Reese trở về quá khứ, John Connor đã bị một người máy mang mã hiệu T-3000 tấn công. Từ lúc này anh bị những tế bào phân tử do T-3000 chui vào người, biến anh trở thành người máy hủy diệt phục vụ Skynet với nhiệm vụ mới " trở về quá khứ gây dựng Skynet sớm hơn bằng tên mã Genisys ". Mục đích tiếp theo của T-3000 đó là biến cả bố mẹ của John Conner thành giống hắn để tiện bề thống trị thế giới bằng sự ưu việt của bản thân.

• Jai Courtney trong vai Kyle Reese.[8]:

Là nhân tố chính của bộ phim đã được chèn vào ký ức mới với lời tiên đoán " Genisys chính là Skynet ", vốn là người bạn thân nhất của John Connor. Nắm giữ vận mệnh cứu Sarah Connor khỏi bị giết dưới tay của người máy T-101, tuy nhiên trong chuyến du hành thời gian trở về thời điểm năm 1984. Kyle Reese đã thấy một Sarah vô cùng mạnh mẽ đi cùng sự hướng dẫn của Bố Già người máy T-800 trong một tương lai hoàn toàn khác biệt. Do vẫn không quên những gì mà những Kẻ Hủy Diệt làm trong quá khứ, Kyle Reese trở nên căm ghét và luôn đề phòng việc Bố Già trở mặt với bản chất cũ. Điều đặc biệt là trong dòng thời gian đã bị thay đổi này, anh đã thoát được cái chết như ở phần 1 của loạt phim.

• Aaron V. Williamson và Brett Azar trong vai T-101 " Thời trẻ ":

Được cho là sẽ vào vai Kẻ Hủy Diệt thời trẻ năm 1984, tuy nhiên vai trò của diễn viên đã gây bất ngờ khi thể hiện một phiên bản T-800 thời kì đầu tiên đối đầu với Kẻ Hủy Diệt nay đã về già. Vốn là màn kĩ xảo đắt giá của bộ phim, người xem có thể thấy một phiên bản một già một trẻ đối đầu với nhau như thế nào sau hơn nửa thập niên làm phim Kẻ Hủy Diệt. Hơn thế nữa vai trò của anh vẫn chưa dừng lại trong lần đối mặt kế tiếp với Kyle Reese sau khi được T-1000 tái tạo lại não bộ.

• Arnold Schwarzenegger trong vai T-800 " Người Bảo vệ ":

Trở lại với vai trò một Kẻ Hủy Diệt đặc biệt được đưa về trước sự kiện khi Sarah Connor còn là một cô gái trẻ, nhiệm vụ của ông ngoài việc bảo vệ Sarah còn có một vai trò khác nữa là ngăn chặn những hiểm họa người máy đến từ tương lai và kết duyên cho Sarah Connor và Kyle Reese. Theo như được giải thích về việc tại sao T-800 bị già đi thì phần mô sống có khả năng tự tái tạo lại bởi những chấn thương vật lý, tuy nhiên những mô sống này vẫn bị lão hóa cùng với cả phần máy móc bên trong cho nên " Người Bảo vệ " đã phải rất vất vả mới có thể đương cự lại với T-101, T-1000 và cuối cùng là T-3000.

Một vấn đề đặt dấu hỏi lớn trong bộ phim Terminator: Genisys đó là việc ai là người đã đưa T-800 về quá khứ cứu Sarah Connor ? Hay kẻ nào đã xóa đi những ký ức của T-800 sau khi đưa anh ta về nhằm thiết lập lại một lịch sử một cách logic hơn ? Có vẻ lý do ở những phần trước đã thay đổi và cho đến hiện tại vẫn chưa được giải đáp.

• Dayo Okeniyi trong vai Danny Dyson (con trai của Miles Dyson đã chết trong Terminator 2: Judgment Day):

Trong phần 2, Miles Dyson chết khi đang phá hủy Cyberdyne. Tuy nhiên theo dòng thời gian mới thì sự kiện xảy ra sau 33 năm, và không có sự kiện Miles Dyson chết nên ông đã nhờ con của mình phát triển tiếp công nghệ tên Genisys thông qua sự giúp đỡ của John - lúc này là T-3000 trở về từ tương lai - hậu thuẫn đẩy nhanh việc tạo ra Skynet. Anh đã trở thành chủ của tập đoàn Cyberdyne sau khi bố anh về hưu.

• Lee Byung Hun trong vai T-1000:

Sau thất bại của T-800 trong việc giết Sarah Connor, T-1000 đã được phái đi để thay đổi cục diện trong Terminator 2: Judgment Day. Tuy nhiên do có sự trở về sớm hơn của một người máy T-800 trong việc bảo vệ Sarah Connor, việc đưa T-1000 về trước của thời điểm Kyle Reese là một mốc quan trọng đẩy nhanh quá trình xuất hiện của T-3000. Giờ khi tương lai đã bị thay đổi, T-1000 sẽ phải đối mặt với những chiến binh hiểu biết hơn về sự hiện diện của nó trong thế kỉ này.

• Jonathan Kimble "J. K." Simmons trong vai O'Brien:

Là một viên cảnh sát có mặt trong thời điểm Kyle Reese ăn cắp giầy và quần áo trong năm 1984, ông đã thoát chết trong cuộc tấn công của T-1000 sau khi được Kyle Reese cứu. Về sau do bị ám ảnh ông đã theo đuổi vụ án những robot này suốt 33 năm cho đến tận năm 2017, vì là O'Brien muốn được giải thích về động cơ của việc xuất hiện những tay người máy cho nên sau khi gặp lại Kyler Reese và Sarah Conner ông đã có được câu trả lời ngắn gọn là " Cứu thế giới ". O'Brien được nhìn thấy lần cuối cùng khi giúp Kyler Reese, Sarah Conner và Bố Già lên máy bay an toàn, ông đã kịp chạy thoát khi T-3000 tấn công và lấy chiếc máy bay còn lại để đuổi giết.

Phân loại các Terminator của phe quân đoàn Skynet

• T-5000 - (Dạng vật lý của Skynet):

Là lần đầu tiên xuất hiện dưới dạng vai con người do Matt Smith thủ vai, điểm đặc biệt là ngay từ khi xuất hiện Skynet đã gần như đã là siêu người máy hủy diệt. Hơn nữa Skynet còn biết được chiến thắng của John Connor trong tương lai sau cuộc nói chuyện với anh lần cuối trước khi biến anh trở thành T-3000, điều này cho thấy mốc thời gian của phim Kẻ Hủy Diệt đã bị chia thành nhiều nhánh tạo thành đa vũ trụ vì Skynet ở thời điểm này có lẽ là Skynet được bắn đến từ một tương lai sau khi bị tiêu diệt hoàn toàn (hoặc là nó đã giành được chiến thắng nhưng chưa cảm thấy thỏa mãn vì thiếu đi đối thủ của mình). Về sau người xem sẽ thấy được một phiên bản Skynet tiến hóa từ trẻ con cho đến dạng người lớn, và dạng hình ảnh này rất kiệm lời trong mọi cuộc đối thoại.

Trong tạp trí Entertainment Weekly vào ngày 7/10/2014 cho biết nam diễn viên Matt Smith được phân vào vai một đồng minh bí mật của John Connor biết trước được cuộc chiến của Skynet sẽ kết thúc như thế nào, tuy nhiên những gì sau khi ra mắt bộ phim đã nói lên điều ngược lại với một vai xuất hiện ngắn ngủi. Tuy nhiên điều gây mâu thuẫn nhất vẫn là các phần phim sau của Kẻ Hủy DIệt, bởi vì theo những gì tạp trí chụp được trên trường quay của bộ phim thì Matt Smith còn đứng chiến đấu cả bên cạnh John Connor và Kyler Reese trong rất nhiều phân cảnh chiến đấu trong tương lai. Có nghĩa là vai trò của Matt Smith về sau không đơn giản chỉ dừng lại ở vai trò của Skynet dạng vật lý.

• T-800 / T-101 - (Robot hủy diệt có mô sống người):

Xuất hiện lần đầu tiên dạng T-101 trong Kẻ huỷ diệt dưới hình mẫu của Arnold Schwarzenegger. Sau khi bị tiêu diệt ở phần đầu tiên, sang phần tiếp theo (Kẻ hủy diệt 2) nó tiếp tục xuất hiện nhưng lại dưới một dang khác biến chuyển từ phiên bản nâng cấp lên. Sang phần phim Terminator Genisys, T-800 được một ai đó ở tương lai không xác định bắn về trước thời điểm Sarah Connor được 9 tuổi và đang bị một kẻ hủy diệt T-1000 truy kích. ĐIểm đặc biệt là T-800 này lại có cấu trúc bị lão hóa và già đi gần giống với dạng con người trong khi Kyle Reese lại khẳng định là những Kẻ Hủy Diệt này không bao giờ bị già đi theo năm tháng nhờ thiết kế đặc biệt.

• T-1000 - (Robot hủy diệt dạng chất lỏng):

Xuất hiện lần đầu tiên trong Terminator 2: Judgment Day làm năm 1992, đây là dạng robot không dễ đối phó do có khả năng tự tái tạo rất cao và biến hóa khó lường. Thường thì chỉ có ném trực tiếp vào lò gang và sử dụng lửa để nung chảy như T-X từng làm trong lần thử nghiệm của Skynet. Tuy nhiên trong phần phim Terminator Genisys, T-1000 đã được T-800 cập nhật cách tiêu diệt bằng cách sử dụng chất lỏng ăn mòn kim loại trong lần bẫy hắn đi vào đó theo kế hoạch của Sarah Connor.

• T-3000 - (Siêu robot hủy diệt):

Là một dạng siêu robot do Skynet cải tiến, không rõ T-3000 được phát triển trước thời gian T-101 được bắn về quá khứ hay là hắn đến từ tương lai. Chỉ biết T-3000 có tính năng phân hóa các vi mạch của mình đến dạng phân tử, nó cho phép hắn ngoài việc tái tạo thành cơ thể con người mau chóng và còn biến cơ thể hắn thành một dạng máy móc đặc biệt như T-X " vừa có thể là máy, nhưng không có bổ sung vũ khí đi kèm " và T-1000 " cho phép trang bị tính năng biến tay thành kiếm ", ghê rợn hơn T-3000 có thể xâm nhập vào cơ thể của con người và hợp nhất với cơ thể đó đi kèm nhiều ký ức mà chỉ người đó còn sống mới biết được. Yếu điểm của T-3000 là nếu bị một lực từ trường mạnh tác động, cơ thể của hắn sẽ không thể biến thành dạng người trong một khoảng thời gian. Hơn nữa nếu tác động cơ thể máy móc trong trang thái du hành thời gian thì T-3000 sẽ bị nghiền nát và thiêu rụi toàn bộ.

• Hunter-Killers - (Máy bay chiến đấu xuyên địa hình):

Luôn xuất hiện tại tất cả các phim của các dòng phim Terminator, chiếc máy bay chiến đấu này là một trong những phương tiện nguy hiểm nhất trong việc lùng sục các đạo quân chống Skynet ở dưới đất với hai nhiệm vụ chính đó là tìm bắt và giết khi đối phương chống trả hoặc có sự phản kháng. Hunter Killer cũng được coi như là một cỗ máy giết người vì được trang bị một súng ở dưới bụng và liên tục phải bay trong tất cả mọi tình huống khi được điều động, nhược điểm duy nhất đó là máy bay chiến đấu này không có chế độ dò sự sống khi các vật thể này đứng yên, nó chỉ tấn công và tiêu diệt khi vật thể đó chuyển động. Sang phần phim Terminator Genisys, Hunter Killer được thiết kế ngoài tấn công chống trả còn mang và vận chuyển một cỗ máy khác tên Spider Tanks.

• Spider Tanks - (Nhện máy chiến tăng):

Xuất hiện lần đầu tiên trong Terminator Genisys, Spider Tanks có thiết kế giống một con nhện máy có khả năng tấn công liên tục bằng loạt ụ súng máy lắp trên người. Không những thế những Spider Tanks này còn được những Hunter-Killers vận chuyển từ chỗ này qua chỗ khác và chịu các lực tác động rất mạnh khi tiếp đất bất ngờ, do có cấu trúc bảo vệ tương tự như T-001 nên Spider Tanks vẫn có khả năng bị tổn thương khi bị tấn công trực diện bằng các loại vũ khí hạng nặng. Đây là dạng robot có khả năng bị tiêu diệt dễ nhất như các con cùng loại với nó.