2018年，天網系統與人類的戰爭使世界陷入了末世般的境況，反抗軍精神領袖約翰·康納（克里斯蒂安·貝爾 Christian Bale 飾）帶隊執行一次任務的過程中獲得了戰勝天網的新思路，而天網系統適時推出了新的目標排名，康納位居次席，榜首上康納此時尚年青的父親凱爾·瑞斯赫 然在列。與此同時，一名遺忘了自身過去經歷的強壯男子馬庫斯（薩姆·沃辛頓 Sam Worthington 飾）出現在洛杉磯的廢墟中，他與反抗軍戰士瑞斯偶然結識，并組隊前往反抗軍總部，不料途中遭機械人襲擊，瑞斯被俘。落單的馬庫斯經由反抗軍女戰士布萊爾引路，迎來了與康納命中注定的相遇，但人與機械的對立讓康納不得不視對方為敵人……