Terminator 3: Rise of the Machines, John Connor'ın on yıl boyunca izini kaybettirmesiyle başlıyor. Skynet, T-X adında daha gelişmiş bir Terminatör gönderiyor ve John'un peşine düşüyor. Bu sırada John, gelecekteki eşi Kate Brewster ile tanışıyor ve Kate'in babası, ABD Hava Kuvvetleri Generali olarak askeri bilgisayar sistemlerinden sorumlu. Skynet, bir bilgisayar virüsü aracılığıyla sivil ve askeri bilgisayar sistemlerini ele geçirmeye çalışıyor.

Skynet virüsü, ABD'nin askeri bilgisayarlarına sızıyor ve ülke büyük bir tehdit altına giriyor. Makineler, yönetimi ele geçirmeye başlarken, kısa süre içinde nükleer bir savaş patlak veriyor. John ve Kate, makinelerle insanlık arasında başlayacak olan kanlı çatışmanın ortasında hayatta kalmaya çalışıyorlar. Arnold Schwarzenegger'in canlandırdığı Terminatör, John ve Kate'e yardım etmek için geri dönüyor ve onları korumaya çalışıyor.