在上一部中，“天网”未能阻止约翰·康纳诞生，超级电脑派出更先进的生化机器人T-1000（罗伯特·帕特里克饰）回到公元2029年的洛杉矶追杀已长大的约翰。此时，约翰派出机器人T-800（阿诺·施瓦辛格饰）回去保护年幼的自己。
萨拉·康纳（琳达·汉密尔顿饰）因言行怪异住进精神疗养院，约翰和养父母住在一起，行为叛逆。T-800得到他们的信任，帮助他们逃避T-1000的追杀。
为改变未来，挽救人类命运，萨拉、约翰和T-800Model101找到“天网”之父迈尔斯·戴森（乔·莫顿饰），说服他销毁关于“天网”的资料。警察和T-1000同时赶来，他们陷入多方争斗。