1999. Dopo aver trascorso due anni nella stessa cittadina, Sarah decide di trasferirsi. Nella nuova scuola di John c'è però una ragazza misteriosa, Cameron. Quest'ultima in realtà è un terminator mandato nel passato per proteggere il ragazzo.

Sarah cerca di contattare un suo vecchio amico per avere dei documenti falsi e iniziare una vita assieme a John con delle nuove identità. Nel frattempo un terminator che li ha seguiti dal passato si "rimette in sesto", mentre un altro dà loro la caccia.

Sarah fa visita alla vedova di Myles Dyson e incontra Andy, uno scienziato che ha inventato un gioco di scacchi per il computer molto avanzato, che ha chiamato "Il turco". John e Cameron intanto si preparano al loro primo giorno nella nuova scuola.

Sarah e Cameron si mettono alla ricerca di un cargo rubato, mentre John decide di non scappare più e affronta un nuovo terminator che però non cerca di eliminarlo e sembra avere un'altra missione da svolgere. Intanto le indagini dell'agente Ellison proseguono e lo conducono fino a un incredibile sospetto.

Sarah decide di valutare le incredibili capacità del computer costruito dal suo amico Andy e accetta l'invito per vederlo all'opera in un torneo di scacchi. Durante la competizione, Sarah insegue un uomo e scopre che è uno dei soldati mandati nel passato da John. E che è molto legato a lei...

Perdendo e riacquistando a tratti coscienza, combattendo per la sua vita, l'Derek Reese cerca di sconfiggere le macchine nel 2027. Nel frattempo, Sarah cerca di spiegare quello che è successo a Charley, che è stato chiamato da John per salvare la vita a Derek.

Sarah fa irruzione nell'appartamento dell'agente Ellison per perquisirlo, scoprendo una videocassetta con informazioni del suo passato che conducono al Dr. Silverman. Nel frattempo Cameron si iscrive ad un corso di ballo, mentre John scopre che sua madre è scappata dall'ospedale psichiatrico prima del 2007.

Derek scopre che Cameron non ha buttato il chip del cyborg ucciso, ma grazie a quello John riesce a entrare nella memoria del robot e scoprire che Skynet cerca di entrare nel sistema del traffico nazionale. Intanto l'agente Ellison svela all'ex di Sarah di credere alle ipotesi della donna e cerca di convincerlo a farsi dire dove si nasconde per aiutarla.