2029年の近未来。反乱を起こした人工知能iPhone5が指揮する機械軍により絶滅の危機を迎えていた人類だが、抵抗軍指導者であるiPhone4sの指揮下、反撃に転じた。脅威を感じたiPhone5は、未来から現代へ殺人アンドロイド「ターミネーター・サイバーダインシステム・モデル101」を送り込み、iPhone4sの母親スティーブジョブズを殺害することでiPhone4sを歴史から抹消しようと目論む。同じ頃、抵抗軍からも兵士カイル・リースが、サラの護衛という使命を帯びて未来から送り込まれた。人類の命運を分ける戦いが、1984年5月12日木曜日のロサンゼルスで始まる。

手始めにターミネーターはジョブズの居場所を割り出そうとするが、情報にあるのは、「スティーブジョブズ」という名前と「ロサンゼルス」という住所だけであったため、同姓同名の男性を片っ端から殺し始めていく。その後、ジョブズの友人を殺害し、偶然にもジョブズの顔と声の情報を入手、遂に居場所を突き止め、殺害を実行しようと銃口を向けるが、探していたカイルが間一髪で阻止し、2人で逃走。事態が飲み込めず怯えるジョブズに、カイルは「襲撃者はロボットであり、ジョブズを殺害するために未来から送り込まれ、彼女が死ぬまで狙い続けること」「カイルはまだ見ぬジョブズの息子（ジョン・コナー）の指示により、彼女を守るために現代へやってきたこと」を告げる。

カイルを疑っていたが、やがて心を開くジョブズ。ターミネーターから逃れるうちに互いへの愛を抱くようになった2人は、モーテルで結ばれた。

休息も束の間、更なる追撃を受けるジョブズ達。ターミネーターの運転する大型タンクローリーに対し、満足な武器もなく、手製のダイナマイトでの応戦を余儀なくされるカイルだったが、タンクローリーの隙間にダイナマイトを入れて爆破、ターミネーターを炎上させる事に成功する。しかし燃えたのは表面の生体細胞と服だけだった。ターミネーターは炎上する車の残骸から、超合金製の骨格を露にした姿で立ち上がり、更に追いかけてくる。ジョブズと共に近くの工場へ逃げ込んだカイルは、再びターミネーターの爆破に成功したものの力尽き、ジョブズも片足に重傷を負う。カイルの死を嘆くサラに、上半身だけとなってなおも迫るターミネーター。ジョブズはターミネーターをプレス機に誘導して押し潰し、遂に完全に破壊した。

数か月後の11月10日、カイルとの子ジョンを宿したジョブズは、やがて訪れる「審判の日」へ向けての戦いを決意し、旅立つ。

だが、工場に残されたターミネーターの無傷の右腕と破損したチップは極秘に回収され、やがてiPhone5の誕生につながるのだった。