Ein Terminator des Typs T-800 (Modell 101) – ein Androide und das gleiche Modell, das im ersten Teil der Terminator-Filmreihe den Auftrag hatte, Sarah Connor vor der Geburt ihres Sohnes John zu töten – ist von der Widerstandsbewegung der Zukunft umprogrammiert und durch die Zeit zurückgeschickt worden. Seine Mission lautet, den zehnjährigen John Connor, den zukünftigen Anführer der Menschheit im Kampf gegen die von der künstlichen Intelligenz Skynet kontrollierten Maschinen, zu beschützen.

Gegenspieler dieses „guten“ Terminators ist ein Nachfolgemodell des T-800, ein T-1000, der den Auftrag hat, John Connor zu töten. Der T-1000 besteht aus flüssigem Metall, kann deshalb seine Form beinahe beliebig verändern und ist somit dem T-800 in entscheidender Weise überlegen. Er kann die Gestalt jeder Person, die er einmal berührt hat, annehmen und seine Körperteile auch in Hieb- und Stichwaffen umformen.

Der T-800 kommt nackt in der Gegenwart an und begibt sich zunächst in eine von Motorradrockern frequentierte Bar. Nach einer körperlichen Auseinandersetzung mit einigen Gästen eignet er sich Kleidung, eine Waffe und ein Motorrad an. Der T-1000 dagegen tötet nach seiner Ankunft in der Gegenwart einen Polizisten, nimmt dessen Gestalt an und bemächtigt sich seiner Pistole und des Polizeiautos. Mit Hilfe des Polizeicomputers erfährt der T-1000 die Adresse von John Connors Pflegeeltern.

Der T-1000 spürt John in einem Einkaufszentrum in Los Angeles auf. Aber der T-800 erscheint, bevor der Angreifer zum Zug kommt, an Ort und Stelle und verschafft dem Opfer einen Vorsprung, indem er den T-1000 durch einen Zweikampf aufhält. Der T-1000 setzt sich allerdings durch und heftet sich mit einem schweren Lastkraftwagen dem Jungen, der auf seinem Kleinkraftrad flüchtet, an die Fersen. Der T-800 rettet John bei der anschließenden Verfolgungsjagd durch die Stadt und einen Hochwasserschutzkanal auf seiner Harley-Davidson und setzt den T-1000 für kurze Zeit außer Gefecht.

Der T-800 klärt John darüber auf, wer er selbst und was der T-1000 ist und welche Rolle der Junge als Erwachsener eines Tages spielen wird. Durch einen Anruf bei Johns Pflegeeltern finden er und John heraus, dass diese bereits tot sind. Da es zu den Missionsparametern des T-800 gehört, John Connors Befehlen zu gehorchen, fügt er sich dessen Anweisung, keinen Menschen mehr umzubringen.

Der Terminator begibt sich auf Verlangen des Jungen mit diesem in die Nervenheilanstalt Pescadero State Hospital, um Johns Mutter zu befreien, die dort seit einigen Jahren festgehalten wird. Sie hatte versucht, die Computerfabrik Cyberdyne in die Luft zu sprengen, nachdem sie (im ersten Film) von einem Terminator verfolgt worden war und ihr dadurch klar geworden ist, dass diverse Arbeiten von Cyberdyne im Bereich der künstlichen Intelligenz beim Krieg der Menschen gegen die Maschinen entscheidend den letzteren nützlich werden könnten.