En el año 2017, el mundo se ha colapsado por culpa de una grave crisis económica. La primera potencia del planeta, los Estados Unidos de América, se hallan inmersos en el caos y el desconcierto. Para salir del atolladero, el gobierno inventa un videojuego que se emite por televisión y que logra altas cotas de audiencia. Consiste en soltar a varios convictos para que corran hacia la libertad mientras son perseguidos por auténticas máquinas de matar. Entre los participantes se encuentra Ben Richards (Arnold Schwarzenneger), dispuesto a aprovechar la oportunidad que le han ofrecido.

Tierra, año 2084. Doug Quaid, un hombre normal con una vida tranquila, está atormentado por una pesadilla que le lleva todas las noches hasta Marte. Decide entonces recurrir al laboratorio Memory-call, una empresa de vacaciones virtuales que le ofrece la oportunidad de materializar su sueño gracias a un fuerte alucinógeno. Sin embargo, su intento resulta en fracaso. La droga resucita de su memoria una estancia verdadera en Marte cuando era el más temido agente del cruel Coohagen.

Ha pasado once años desde que Sarah Connor fue marcada como objetivo para ser eliminada por un cyborg del futuro. Ahora su hijo John, el futuro líder de la resistencia, es el objetivo de un Terminator más moderno, más mortífero. Una vez más, la resistencia se las ha ingeniado para enviar un protector de vuelta al pasado para intentar salvar a John y a su madre Sarah.