Bộ phim bắt đầu quay vào ngày 9-9-1990 và hoàn thành vào ngày 4-4-1991.[3]Hầu hết các hiệu ứng hình ảnh vi tính trong phim do công ty Industrial Light and Magic cung cấp và Stan Wilson phụ trách các hiệu ứng thực tế. Ngoại cảnh của tập đoàn Cyberdyne Systems Corporation được quay tại một tòa nhà văn phòng ở Fremont, California.

Người chị em song sinh với Sarah, Leslie Halminton, đã được sử dụng trong một số cảnh cần có hai Sarah. Một cặp đôi song sinh khác cũng được sử dụng trong phim đó là anh em nhà Saton, Dan và Don vào vai nhân viên an ninh bệnh viện tâm thần Pescadero State Hospital và T-1000 khi T-1000 sao chép bề ngoài của nhân viên này.

Hầu hết giọng nói của Edward Furlong trong phim đều phải được lồng tiếng lại trong giai đoạn hậu kỳ. Nó thay đổi trong suốt quá trình quay phim do cậu trưởng thành hơn.

Một chuyện thú vị đã xảy ra với Arnold khi anh đang chuẩn bị cho cảnh quay trong quán bar, một phụ nữ đi ngang qua tưởng quán bar thật, liền đi vào. Khi thấy Arnold đứng trên sàn với chiếc quần đùi của vận động viên quyền anh, cô ngơ ngác hỏi xem chuyện gì đang diễn ra và tưởng rằng đây là một đêm múa thoát y của nam giới.[4]

Trong cảnh đầu tại bệnh viện tâm thần, đoàn làm phim đã gặp rắc rối nhỏ khi người dân vùng Lakeview Terrace kịch liệt phản đối vì họ cho rằng trung tâm y tế địa phương bị xây lại thành bệnh viện Pescaderon dành cho các tội phạm tâm thần. May sao họ đã nhanh chóng nhận ra đây chỉ là cảnh giả do đoàn làm phim dựng lên.[4]

Cảnh cuối phim diễn ra tại một nhà máy cán thép địa phương đã đóng cửa hơn 10 năm, nay được dựng lại thật đến mức nhiều công nhân làm từng việc ở đó trước kia tưởng nó hoạt động trở lại.[4]