Năm 1998, ba năm sau khi ngăn chặn mối đe dọa từ Skynet, Sarah và John Connor đang ở bãi biển Livingston, Guatemala thì bị tấn công bởi Kẻ hủy diệt T-800. T-800 giết chết John rồi bỏ đi. Năm 2020, một Kẻ hủy diệt mới được gọi là Rev-9, được gửi đến Thành phố Mexico để giết chết Daniella "Dani" Ramos, người sẽ trở thành mối đe dọa cho bọn người máy trong tương lai. Grace, một người lính được nâng cấp sinh học, được gửi từ năm 2042 để bảo vệ cô. Rev-9, cải trang thành bố của Dani, đột nhập vào xưởng chế tạo ôtô nơi Dani và người em trai Diego làm việc, nhưng bị Grace ngăn cản kịp thời và trốn thoát cùng Dani và Diego. Rev-9 cho họ thấy khả năng tách ra làm hai của hắn, một phần thân là khung xương máy và phần thân còn lại là dạng hóa lỏng và đuổi theo họ, giết chết Diego và dồn Grace và Dani vào đường cùng. Tuy nhiên, Sarah đến và tạm thời vô hiệu hóa Kẻ hủy diệt bằng súng.

Dani, Grace và Sarah trốn trong một nhà nghỉ. Sarah tiết lộ rằng bà đã tìm thấy họ bởi vì trong những năm từ khi John qua đời, bà đã nhận được những tin nhắn được mã hóa chi tiết về địa điểm của Kẻ hủy diệt, mỗi tin nhắn đều kết thúc với dòng chữ "Vì John". Grace nói rằng cả Skynet và John đều không tồn tại trong thời đại của cô. Thay vào đó, loài người sẽ bị đe dọa bởi một đế chế tên Legion, ban đầu được phát triển cho chiến tranh mạng. Khi Legion trở thành mối đe dọa đối với con người, một nỗ lực đã được thực hiện để vô hiệu hóa nó bằng vũ khí hạt nhân, làm hàng triệu người thiệt mạng và Legion đã thống trị toàn cầu và săn lùng những người sống sót.

Grace, Sarah và Dani đi đến Laredo, Texas. Sau khi trốn tránh Rev-9 và chính quyền khi đi qua biên giới Mexico - Hoa Kỳ, họ đến một căn nhà, nơi họ phát hiện ra Kẻ hủy diệt T-800 đã từng hạ sát John. Do đã hoàn thành sứ mệnh và tổ chức Skynet không còn tồn tại, T-800 được tự do và không còn bị ràng buộc bởi nhiệm vụ được lập trình sẵn nữa. Tuy nhiên, trong thời gian đó, thông qua việc học hỏi từ loài người, nó trở nên tự nhận thức và phát triển lương tâm, bắt đầu lấy tên là "Carl", nhận nuôi một gia đình con người và bắt đầu kinh doanh. Carl đề nghị hợp sức cùng họ chống lại Rev-9, và chuẩn bị tiêu diệt hắn. Sarah đồng ý hợp tác vì lợi ích của Dani. Dự đoán sự xuất hiện của Rev-9, Carl nói với gia đình ông rằng họ nên rời đi. Họ hướng dẫn Dani cách sử dụng vũ khí và lên kế hoạch phục kích Rev-9.

Để tiêu diệt Rev-9, cả nhóm tìm kiếm một quả bom xung điện từ (EMP) từ một đối tác quân đội quen biết với Sarah. Rev-9 đuổi kịp họ, buộc họ phải đánh cắp một chiếc máy bay Lockheed C-5 Galaxy để trốn thoát, và quả bom EMP đã bị Rev-9 phá hỏng. Trên chuyến bay, Grace tiết lộ rằng Dani sẽ trở thành chỉ huy quân kháng chiến, đồng thời là người giải cứu cô. Rev-9 lên máy bay của họ bằng một chiếc KC-10 Extender và bị Carl ngăn cản, buộc Grace, Sarah và Dani nhảy từ máy bay xuống một con sông gần nhà máy thủy điện. Cả nhóm quyết định không chạy trốn nữa mà sẽ ở lại tiêu diệt Rev-9.

Trong cuộc giao chiến ở nhà máy, Carl và Grace đẩy Rev-9 vào một tua-bin quay, gây ra vụ nổ làm thiệt hại nghiêm trọng cho cả hai Kẻ hủy diệt và khiến Grace bị thương nặng. Phần thân khung xương máy của Rev-9 đánh gục Sarah, buộc Dani phải đối đầu với hắn. Grace trong cơn hấp hối yêu cầu Dani sử dụng nguồn năng lượng của mình để tiêu diệt Rev-9. Dani cố gắng chiến đấu với Rev-9 nhưng nhanh chóng bị áp đảo. Carl tỉnh dậy và giúp Dani đâm Rev-9 bằng nguồn năng lượng của Grace. Carl ném Rev-9 và chính mình xuống một gờ đá và nói với Sarah rằng "Vì John" ngay trước khi nguồn năng lượng phát nổ, phá hủy cả hai Kẻ hủy diệt.

Một thời gian sau, Dani và Sarah đến gặp Grace lúc mười tuổi tại một sân chơi cùng gia đình, và nói với Sarah rằng sẽ không còn ai chết vì cô nữa. Sarah sau đó nói với Dani rằng cô cần phải sẵn sàng, và cả hai lái xe đi và đối mặt với cơn bão đang đến, đó là Đế chế Legion.

Những cảnh bị cắt khỏi bộ phim

1. Sau khi bị Grace lấy mất xe và bỏ đi, Sarah lên mặt đường và thấy người đàn ông đã trông thấy Rev-9 hợp thể lại thành một đang đứng đó dùng điện thoại chụp ảnh lại vụ xe tông. Bà tiến đến chỗ người đànông và lấy chiếc xe có biển số "HG5 HB6 Mex Mex" và lái đi trước sự ngỡ ngàng của ông ta cùng với cảnh tan hoang sau cuộc giao chiến trên đường cao tốc.
2. Khi Grace hôn mê, cô có một viễn cảnh tại năm 2042. Lúc này Grace đã đến gặp Dani, người đã trở thành lãnh đạo của loài người chống lại Đế chế Legion. Sau cuộc nói chuyện, Grace đã quỳ xuống xin giúp đỡ Dani trong quá khứ trước cuộc săn lùng của Rev-9.
3. Tiếp cảnh sau khi Grace bị thương bởi Rev-7 tại năm 2042, cô tỉnh lại thấy mình được băng bó khắp người. Đoạn này cô chỉ hỏi về việc Dani đã thoát hiểm chưa và việc cô đã có cơ thể máy móc sau khi nhìn thấy các bác sĩ đang chăm sóc cho Dani ở một khu vực gần đó.
4. Một cảnh thay đổi cho việc Rev-9 đột nhập vào Cục An ninh mạng Mexico giết nhân viên an ninh và hack máy chủ. Sự thay đổi đó là Rev-9 ngồi uống cà phê ở một quán nhỏ bên đường, tại đây hắn ngồi im và xâm nhập mạng lưới camera khắp Mexico và tìm ra Dani và Sarah lên tàu vượt biên từ một camera gần đó ghi lại. Sau khi xác định xong mục tiêu hắn đứng dậy bỏ đi, trong khi người phụ nữ yêu cầu hắn thanh toán cốc cà phê hắn gọi ra mà không uống.
5. Trong trường đoạn vượt biên giới từ Mexico qua Mỹ. Nhóm của Dani khi đi trong rừng đã chạm trán đội đặc nhiệm đuổi theo họ với sự chỉ đạo từ Rev-9 qua bộ đàm, trong đoạn này người xem sẽ thấy siêu chiến binh Grace chiến đấu bằng kỹ năng tốc độ / bắn chính xác / nhảy cao / nhìn xuyên đêm mà không dùng kính hồng ngoại như đội đặc nhiệm đuổi theo họ. Trong cuộc chạm trán này, chú của Dani đã bị trúng đạn của đội đặc nhiệm và chết.
6. Khi ở nhà T-800/Carl, lúc cả nhóm giúp Dani luyện tập chống lại Rev-9. Sarah đã gặp và nói chuyện với vợ của T-800/Carl. Bà ta lo sợ việc T-800/Carl sẽ đi và không trở về vì ông ta rất quan trọng với bà ta, đoạn này có cho biết Alicia biết T-800/Carl không phải là con người từ lâu rồi.