1、近未来，沙滩上。海浪冲击沙石，骷髅头骨露出水面——后得知是未来死亡的人类，终结者登陆海岸。
2、过去的某段时间，海边度假村。年轻版的莎拉和童年版的康纳（两位演员做了“减龄”处理）在酒吧欢笑。阿诺饰演的T800出现，杀死康纳。T800背身离开，莎拉俯地痛哭。莎拉的独白：我阻止了审判日（《终结者2》剧情），但没能阻止康纳的死亡，“我被终结了”。当下，墨西哥某城大桥下。天降裸女（疑似有删减，预告片出现的果体画面在成片中没有出现，不知道是中国特供版还是最后导演本身就不想要了）。一对墨西哥情侣扶走这神秘女子，后被警察拦下。警察被神秘女攻击，神秘女表现出高感知和高速移动等非常人能力。警察被解决后，神秘女要走了墨西哥情侣男方的衣服，但给人家留了条内裤。
3、同一个城市，住宅区。女主角丹妮登场，她买了一束新鲜的鲜花，回到家把旧花换掉。她的大胸肌哥哥迪亚哥从床上起身，穿好衣服。两人出门工作，留下父亲一人在家。兄妹离开后，天降果男（缺失一部分预告片画面），本作的反派REV-9型终结者现身。只需触摸他人衣服，REV-9便能使其液态表皮变成同款衣服。REV-9拜访了丹妮的父亲，并谎称是丹妮的朋友，但被父亲一秒识破。迪亚哥来到车间，发现自己的岗位已被机器手臂替换，同事告诉他主管叫他过去。妹妹让哥哥留在原地，她去办公室单挑主管。神秘女来到了车间，手上藏有一把长枪。丹妮的爸爸也来到车间，称来送午餐。胸大无脑的迪亚哥此时并没意识到这个父亲有猫腻。丹妮回到车间，看见了“父亲”。“父亲”二话不说就抬枪射杀丹妮，但中枪的是“父亲”本人，因为神秘女已经抵达现场，是她开的枪。后得知“父亲”是REV-9型终结者。神秘女和REV-9战斗了几个回合。这时候，我们得知神秘女叫格蕾丝。格蕾丝暂时击退了REV-9，带着兄妹俩驱车离开。然而， REV-9开着铲车跟了上来。接着，是一段高速公路上的精彩对决。REV-9型终结者演示了皮肉分离的好戏法，他的外层结构是类似《终结者2》的液态机器人，内层结构是类似T800的外骨骼结构。他可以分裂成两种独立的形态作战。最后，迪亚哥牺牲。由汉密尔顿奶奶饰演的老年莎拉出场，她帮助格蕾丝和丹妮解围，暂时击退了REV-9。
4、然而，格蕾丝和丹妮偷偷把莎拉的车开走了。丹妮要报警，格蕾丝说服她不要这么做。这时候我们得知，格蕾丝是强化型人类，但她的设计是用于快速解决终结者，不适合持久战。所以，她需要注射药剂来补充体能。两人去药店拿药，药师不给，格蕾丝掏出手枪，走进去自己拿药。两人逃出药店，莎拉奶奶在门口迎接他们，并建议跟她一起上路。路上，莎拉得出结论，REV-9是要追杀丹妮未来肚子里的孩子——就像《终结者1&2》的剧情一样，丹妮的孩子就是未来的新康纳、新的反抗军领袖。（《终结者3&4&5》时间线已经被完全抹去）天网也已经成了过去时，未来将是一个叫“军团”的人工智能在击杀人类。
5、三人来到了旅馆，莎拉给格蕾丝用药。剧情进入到格蕾丝的回忆。未来的战场。战斗中，格蕾丝受伤。手术台上她主动申请将自己改造成强化人，而后医生给她换了一个钍反应堆心脏。格蕾丝醒来，莎拉和格蕾丝两人互相探底，发现彼此处在统一战线上。格蕾丝身上有一个坐标纹身，而莎拉接收到的密信的信息源的坐标和格蕾丝的纹身一致。坐标指向德州的拉雷多。三人决定从墨西哥偷渡去美国。丹妮的叔叔可以帮到她们。然而，当她们钻过地洞来到美国后，第一眼看到的是守株待兔的边境警察。是REV-9搞的鬼。他潜入边境的无人机基地，用无人机发现了她们的行踪，并假冒成军官下达追缉令。丹妮和莎拉被关进了移民滞留局。格蕾丝则单独被带进医务室，医生在研究她的身体结构。
6、REV-9来到了滞留局。格蕾丝挣扎逃出了医务室。三位女主角重聚首。格蕾丝开着直升机带走了丹妮和莎拉，REV-9追了上来，但被击退。莎拉等人找到了信号源的坐标，发信号的人原来是T800。T800目前隐居在山林，有一个人类妻子和儿子，但他的妻儿并不知道他是机器人。莎拉想杀了T800替康纳报仇，但被格蕾丝制止。丹妮在这里完成了枪击训练。T800要和丹妮等人一起击败REV-9。T800和妻儿挥泪告别。“I won’t be back”这句台词在这里出现，是他对莎拉说的。莎拉带他们去见一个线人，线人是一个军官，他给她们提供了EMP武器。拿到武器之时，REV-9开着直升机杀了过来。一行人开着面包车逃到了军事基地。
7、主角等人上了军用飞机，REV-9也跟了上来，但迅速被击退。T800发现EMP武器已经被弹药击中，废了。飞机上，莎拉搞明白了丹妮的真实身份。原来REV-9的目标不是丹妮的子宫，而就是丹妮本人，丹妮就是新的康纳。
8、格蕾丝这时候讲出了实情。丹妮是未来的反抗军领袖，是她拯救了年幼的格蕾丝。格蕾丝是未来的丹妮派过来的。REV-9型终结者开着一架飞机追了上来，两架飞机发生碰撞。T800和REV-9互相撕扯。莎拉，丹妮和格蕾丝坐上飞机舱里的悍马车飞出机外，并着陆在水坝上。最后，车掉进了水里，REV-9和丹妮等人发生撕扯。（这一整段戏画面很黑，反正扯来扯去的，有点boring了），扯完后出水。格蕾丝再次能量不足准备down机，她说，她身上的钍反应堆可以绝杀REV-9。T800带着格蕾丝的救命针剂出现，格蕾丝暂时重获能量。他们一行人进入水坝里的工作区，打算在这里杀死REV-9型终结者。REV-9出现，双方互相撕扯。可是，REV-9怎么打都打不死，而己方队友已经元气大伤。格蕾丝让丹妮把她的反应堆挖出来，丹妮含泪执行。撕扯一小阵后，丹妮把反应堆插进了REV-9的脑门里。T800最后带着REV-9掉进了一个下陷的坑里，两人同归于尽。（请准备好纸巾）
9、最后活着出来的只有丹妮和莎拉。
10、某一天，游乐场。当前时间线的童年格蕾丝正在游乐场上玩耍，丹妮和莎拉站在围栏外看着，丹妮决定要好好保护年幼的格蕾丝，让她顺利成长为“未来的格蕾丝”。
