קייל ריס מגיע לעולם מקביל בזמן, במטרה להצטרף לסארה קונור ולמנוע את יום הדין המתקרב. במקום הידע והזמנים שהכיר, הוא מוצא את עצמו בעולם שבו הקו בין ידידות לאויבות מטושטש, והזמן עצמו נשבר לנתיבים שונים. סארה קונור (אמיליה קלארק) כבר לא האישה הפחדנית שהכיר, אלא לוחמת קשוחה עם עבר שונה ממה שחשב. יחד הם מנסים לעצור את התוכנית של סקיינט, המערכת האינטליגנטית שתוביל להשמדת האנושות, בעוד ג'ון קונור, מנהיג המרד האנושי, נאבק לשמור על התקווה בחזית המאבק.
קייל ריס (ג'ייסון קלארק) נשלח חזרה לשנת 1984, אך מה שהוא מוצא שם שונה מן הצפוי – קו הזמן השתנה לחלוטין, וגורמים חדשים הופיעו על המפה. הוא מוצא עצמו מתמודד עם בריתות בלתי צפויות ואויבים מסוכנים, חלקם רובוטים מתוחכמים וחלקם בני אדם שנפלו תחת שלטון המכונות. המשימה שלו היא לא רק להגן על סארה אלא גם לאפס את העתיד ולהחזיר את קו הזמן למסלול שבו האנושות תוכל לשרוד. המאבק בין בני האדם למכונות מתפתח במקביל למאבק פנימי בתוך הדמויות, כשהם מגלים שאי אפשר לסמוך על אף אחד במלואו. כל צעד קדימה עלול להיות גם צעד אחורה, וההישרדות תלויה ביכולת שלהם לקרוא נכון את השינויים בזמן ולהגיב במהירות. קייל ריס חייב להסתגל למציאות המשתנה במהירות ולמצוא את הכוח להוביל את המאבק כדי למנוע את יום הדין, לפני שיהיה מאוחר מדי.
