《终结者4》故事设定在“审判日”（2004年7月25日）之后，主角马库斯??怀特（Marcus Wright）是2003年的一个死刑犯，死前签了同意书将身体用于科学研究。

他在2018年醒来，一路找到康纳的基地，在那儿才发现自己被改造成人和机器人的混合体（终结者）。康纳不相信他，但是只有他才能帮康纳进入“天网”中心救出康纳的老爹凯尔??瑞斯（Kyle Reese）――他如果死了康纳就不会出生。马库斯和康纳达成协议，一前一后进入“天网”中心。在那儿马库斯发现当年所谓的科学研究就是个圈套，“天网”早就打算改造人类来打入人类抵抗组织，马库斯的作用就是把康纳和凯尔带到“天网”好杀了他们。醒悟过来的马库斯坚持认为自己是人、不是机器，于是他帮康纳救出被关押的人类，一起打败了一个T-800，身体是机器但心是人的马库斯最后还把自己的心脏换给了受重伤的康纳,人类有很多东西是机器没有的。

《终结者4》的剧情介绍如下：

在2018年，由于上一部电影中所造成的后果，天网系统和人类陷入了末世般的境况。康纳领导反抗军并开展一次任务，期间他获得了战胜天网的新思路。与此同时，天网也适时推出了新的目标排名。

电影中，康纳为了拯救人类，带领着他的战友马库斯进入了Sky Net的基地，打算摧毁这个核心，以便让反抗军取得全面的胜利。但天网却利用康纳的过去对他进行了追踪，试图消灭这个抵抗组织的精神领袖，最终康纳与马库斯奋起反击，保卫了反抗军的安全。

电影剧情中，天网和反抗军之间的斗争仍在继续，而康纳和马库斯的结合体则揭示了更多的秘密，预示着所有人类的未来可能都将受到这个系统的控制。

人类反抗军领袖约翰康纳派出一名人类战士回到过去，保护自己的母亲，而机器人大脑天网则遣将T-800型终结者杀死康纳的母亲莎拉，这样约翰就会消失。经历一系列的反抗，战士和莎拉云雨了，最后工厂里面，终结者被干掉，而战士也死去了。莎拉怀上了康纳。

总剧情是人类制造了一个超级智能—天网，以此想用来协助管理国家武器项目。但是，天王觉醒了自我意识，他认为地球上的人类是害虫，因此，在正式启动那天，完全接管了美国国防部系统，审判日降临。