公关人员斯图（柯林?法瑞尔 Colin Farrell 饰）在外面瞒着妻子有一个秘密情人，为了躲避妻子的电话单检查，这天他又偷偷溜到街上公用电话亭准备打电话约会情人。不料，在他进入电话亭的一刹那，电话铃响了。虽然不知是谁打的电话，出于习惯，斯图拿起了听筒。 　　阴沉单调的男 声随即响起，警告斯图不要挂掉，否则将血溅街头！斯图当然没有理会这恶作剧般的警告，正要走出电话亭。这时，一声枪响，一名路人已经倒在地上。斯图吓得魂飞魄散，动也不敢动。 　　警察闻讯而来，然而他们对斯图的解释怎么也不相信，斯图还成了枪击案的主要嫌疑人。一时间，全城轰动，斯图的妻子和情人都闻讯赶来了……

上一部中，超级电脑“天网”阻止人类抵抗领袖约翰·康纳诞生的行动失败，时隔13年后，在“审判日”到来之前，“天网”派出了更加先进的生化机器人T-1000（罗伯特·帕特里克 饰）从公元2029年回到洛杉矶追杀已经长大的约翰，与此同时，约翰也派出了机器人T-800（阿诺· 施瓦辛格 饰）回去保护年幼的自己。　　此时，萨拉·康纳（琳达·汉密尔顿 饰）因为怪异的言行而住进了精神疗养院，约翰则和养父母住在一起，行为叛逆。T-800找到他们，在逃避T-1000追杀过程中，获得了二人的信任。　　为了改变未来的历史，挽救人类的命运，萨拉、约翰和T-800 Model 101找到了“天网”之父，迈尔斯·戴森（乔·莫顿 饰），说服他销毁一切有关“天网”的资料，此时，警察和T-1000同时赶来，他们陷入了多方争斗中。