進化し続ける敵、機械軍へ攻撃を仕掛けるサラ・コナー（レナ・ヘディ、『300＜スリーハンドレッド＞』）。『ターミネーター２』で、彼女は、少年時代の息子を殺しに未来から送られてきたターミネーターを打ち負かしたはずだった。だが今、息子のジョン（トーマス・デッカー、「HEROES/ヒーローズ」）と生きる世界は、非常に危険で混沌としている。犯罪者として逃亡生活を送る二人は、現在と未来から現れる敵に、いつ襲われるか分からないのだ…。差し迫る“審判の日”の到来を阻止し、ジョンの運命を変えようとするサラ。人類の救世主になるさだめを自覚し始めるジョン。恐れを知らない美少女サイボーグのキャメロン（サマー・グロー、『ファイアーフライ 宇宙大戦争』）。そして、新しいキャラクターも登場する。ジョンの生活に自由の風を吹き込むが、危険をもたらす存在でもある友人ライリー（レヴェン・ランビン）だ。セカンド・シーズンでは、サラは未来を救うために孤独な戦いを続け、ジョンは、キャメロンとライリーの間で板挟みとなる。
サラとジョンに困難が立ちはだかり、現在と未来が融合していくにつれて、親子の絆は強くなっていく。だが、彼らがスカイネットに見つかるまで、どれくらいの時間が残されているのだろうか？ ジョンの伯父、デレク・リース（ブライアン・オースティン・グリーン）の登場は、二人の絆と闘いに どんな影響を及ぼすのか？ そして、デレクは“現在”に長居してしまったのか？ 一方、クロマティ（ギャレット・ディラハント）の報復をまぬがれたエリソン捜査官（リチャード・Ｔ・ジョーンズ）は、サラの話を信じるようになり、真実の解明に必死になる。そしてエリソンの前に、その真実の鍵を握る人物、ゼイラ社の最高経営責任者であるキャサリン・ウィーバー（シャーリー・マンソン）が現れる。
セカンド・シーズンの初回では、16歳の誕生日を“ジープの爆発”という衝撃的な出来事で迎えたジョンが、自分の運命に一人で立ち向かっていく。一方、エリソン捜査官は、クロマティによる虐殺を目の当たりにして、ＦＢＩ捜査官としての信念が崩れていく。
脚本：ジョシュ・フリードマン
監督：デヴィッド・ナッター
ケイシーの家の隣に引っ越したサラたち。ある情報を手がかりに、サラとキャメロンは原子力発電所に潜入する。その頃、高校生活に意味を見出せないジョンは学校をサボり始めるが、新しい友人のライリーには心を開いていく。一方ウィーバーは、長年温めてきたプロジェクトに関係する重大なものを手に入れる。
脚本：ナタリー・チャイデス
監督：ジェフリー・ハント
チャーリーの妻がクロマティに誘拐され、サラとデレクは救出に向かう。しかしクロマティを出し抜くのは容易ではない――救出作戦にはどんな犠牲が伴うのか。その頃、ジョンはライリーと楽しい時間を過ごすが、見張り役のキャメロンの存在をうとましく感じ始めていた。
脚本：ジョン・ワース
監督：ビル・イーグルス
ソフトウエアの故障で、自分が誰であるかを忘れ、ジョンの前から姿を消したキャメロン。ジョディというストリートキッドにだまされ、社会復帰訓練所に入るが、ソーシャル・ワーカーの助けで、昔の記憶の断片を取り戻す。一方エリソン捜査官は、ゼイラ社での今後の仕事についてウィーバーと話し合うが、裏では彼女の過去について調査を進めていた。
脚本：トニー・グラフィア
監督：チャールズ・ビーソン
未来の抵抗軍にとって必要不可欠なメンバーを守るため、ジョンとデレクは、陸軍士官学校に潜り込む。一方、ウィーバーと手を組むことにしたエリソンは、初めて取り組んだ仕事の中で、自分の過去に関する恐ろしい発見をする。
脚本：アシュリー・エドワード・ミラー、ザック・ステンツ
監督：ブライアン・スパイサー
ターミネーター Ｔ-1001は、なぜ医者を必要としているのだろうか？ サラとジョン、キャメロンが、リストの人物を追跡していくにつれ、その理由が明らかになる。デレクは、親しかった女性が突然“現在”に現れて驚く。
脚本：デニス・テー
監督：タニア・マッキーナン
ある日家に強盗が入り、サラたちは警戒心を強める。その頃、エリソンはターミネーターの恐怖を味わい、ジョンも別のターミネーターから狙われていた。一方デレクは、ジェシーと付き合いを続けていた。
脚本：イアン・ゴールドバーグ
監督：ミラン・チェイロフ
ジョンとライリーは、思いつきでメキシコ旅行を計画するが、軽率な行動によって、危険な状況に陥ってしまう。二人はうまく乗り切れるのだろうか。そしてエリソンは、ついにサラと正面から向き合って話す機会を得る。
脚本：ダニエル・Ｔ・トムセン
監督：マイケル・ナンキン
サラの不可解な悪夢が、現実の世界にも忍び寄ってくる。その夢は、サラとジョンにどんなメッセージを伝えているのだろうか？ その頃、スカイネットの共謀者と思われる人物を見つけたデレクは、ジェシーと調査に乗り出す。
脚本：ジョン・ワース、イアン・ゴールドバーグ
監督：スティーヴン・デポール
アンディのタークを捜すサラは、悪夢に出てきた“３つの丸いマーク”に導かれ、ある会社にたどり着く。一方、使命を果たすためのジェシーの計画は、かえって事態の混乱を招いてしまう。そしてウィーバーは、エリソンにある重要人物を紹介する。
脚本：アシュリー・エドワード・ミラー、ザック・ステンツ
監督：スコット・ピータース
決して眠らないキャメロンが、夜中にしていることは？ ―― 彼女の秘密の生活が明らかになる。そして、ターミネーターが間違った過去の時代に送られたとき、歴史は永遠に変わってしまうのだ。
脚本：トニー・グラフィア
監督：ホリー・デイル
過去、現在、そして未来の出来事が衝突する…。現在の世界では、サラとキャメロンは、デレクの未来に関わるある家族を救おうとするが、苦しい戦いが続く。そして未来の世界では、ジェシーが生死の淵をさまよっていた。
脚本：ジョン・エンボム
監督：チャールズ・ビーソン、ブライアン・スパイサー
