Sau khi hai lần “nhỡ trúng” mục tiêu John Connor, Skynet, hệ thống trí tuệ nhân tạo độc ác, lên kế hoạch mới tàn bạo. Lần này, con người sẽ phải đối mặt với đại diện mới nhất của Skynet – Terminatrix hay T-X. T-X được thiết kế với sức mạnh vượt trội, tính toán nhanh như chớp và khả năng lẩn tránh ghê rợn, hăm dọa cả John Connor lẫn vợ anh – Kate Brewster. Kate, người sẽ đồng hành cùng John lãnh đạo phong trào chống lại Skynet, trở thành mục tiêu mới của T-X, mở ra cuộc chiến khốc liệt vô cùng nguy hiểm.
Song song đó, phe con người liên tục tìm kiếm biện pháp bảo vệ tương lai. Nhóm nghiên cứu bí mật gửi một Terminator CSM-101, phiên bản cải tiến hơn T-800, quay trở lại quá khứ để bảo vệ an toàn cho John và Kate. CSM-101, với khả năng chiến đấu siêu việt và sự trung thành tuyệt đối, trở thành đồng minh quan trọng trong cuộc chiến chống lại Skynet.
Khi John và Kate lần đầu tiên gặp gỡ sau một chuỗi phi vụ truy đuổi, mối hiểu lầm giữa họ dần được gỡ bỏ. Bên cạnh đó, một lời cảnh báo bí mật được hé lộ: Skynet âm mưu xâm nhập hệ thống máy tính quân đội Mỹ. Tin tức này như một cú sốc đối với John và Kate, họ cần phải tìm cách cảnh báo mọi người, kể cả cha của Kate – một vị tướng quân có uy tín, về cuộc khủng hoảng sắp xảy ra. Tuy nhiên, T-X luôn rình rập, tấn công bất ngờ, cản trở mọi kế hoạch của John, Kate và CSM-101. Cùng lúc đó, Skynet lặng lẽ triển khai kế hoạch cực đoan, chuẩn bị cho cuộc chiến hạt nhân và cuộc bạo tàn của robot khổng lồ. Làm thế nào John, Kate và CSM-101 có thể chống lại thế lực tối cường này…? Câu trả lời sẽ được hé lộ trong bom tấn “Kẻ Hủy Diệt 3: Người Máy Nổi Loạn”.
