Ray Garrison, también conocido como Bloodshot, es resucitado por la compañía Rising Spirit Technologies a través del uso de nanotecnología. Mientras lucha por recuperar la memoria, Ray trata de volver a ser el que era antes de sufrir el accidente que le dejaría amnésico.
Un centro de tecnología ha desarrollado un simulador de realidad virtual que mide la capacidad de los agentes para enfrentarse a un asesino generado por ordenador, que tiene rasgos de 200 criminales reales. Pero éste consigue escaparse al mundo real. El encargado de atraparlo es un expolicía, cuya familia fue matada por un terrorista que forma parte de la personalidad del homicida.
Ha pasado una década desde que John Connor salvara a la humanidad de la destrucción. En la actualidad John tiene 25 años y vive en la clandestinidad: no hay ninguna prueba documental de su existencia. Así evita ser rastreado por Skynet, la sofisticada corporación de máquinas que una vez intentó acabar con su vida. Pero, ahora, desde el futuro, ha sido enviado el T-X, la máquina destructora cyborg más desarrollada de Skynet. Su misión es completar el trabajo que no pudo terminar su predecesor, el T-1000. El T-X es una máquina tan implacable como bello su aspecto humano. Ahora la única esperanza de sobrevivir para Connnor es Terminator.