El 23 de mayo de 2008, Warner Bros hizo público el siguiente resumen de la trama de la película. La sinopsis se modificó el 11 de junio de 2008:
Situado en el post-apocalíptico 2018, John Connor (Christian Bale), el hombre destinado a ser el líder de la resistencia humana contra Skynet y su ejército de Terminators, el futuro es alterado en parte por la aparición de Marcus Wright (Sam Worthington), un extraño cuya última memoria es estar en el corredor de la muerte. Connor debe decidir si Marcus ha sido enviado desde el futuro, o rescatados del pasado. Como Skynet prepara su ataque final, Connor y Marcus deben embarcarse en una odisea que los lleva en el corazón de las operaciones de Skynet, donde encuentran un terrible secreto que puede dar lugar a la posible aniquilación de la humanidad.
James Middleton, el productor asociado de la película, declaró que la película "es de verdad sobre el nacimiento de un nuevo héroe", y McG dice que también será sobre el desarrollo del Modelo 101 Terminator. El explicó que la película es "como comenzar de nuevo en gran medida el espíritu de lo que Christopher Nolan hizo con Batman Begins", en el sentido de que el se mantendrá en su propia linea de películas, y que es "un poco de una secuela y una continuación, ya que narra la historia de cómo llegamos hasta allí".
