Il sedicesimo compleanno di John lo costringe ad affrontare la realtà di un destino solitario. Nel frattempo, L'Agente Ellison si scontra con i Federali mentre un nuovo personaggio si affaccia nella serie: una misteriosa direttrice di una multinazionale: Catherine Weaver.

Sarah e Cameron iniziano ad investigare su una centrale nucleare. John inizia a stufarsi dell'Accademia ma alimenta la sua vita sociale con dei nuovi amici. Nel frattempo, Catherine si procura un altro pezzo del puzzle per il suo progetto.

Dopo che Cromartie rapisce la moglie di Charley, Sarah e Derek vengono messi alla prova per tentare di recuperarla, ma a quale costo? Nel frattempo, John si ritrova nella brutta situazione di dover scegliere tra Cameron e Riley.

Un errore di sistema porta Cameron a dimenticare la propria identità. Scappa quindi dalla casa dei Connor e trova rifugio da in ragazzo di strada chiamato Jody. Nel frattempo, Catherine Weaver si incontra con l'agente Ellison per discutere sul futuro della Zeira Corp.

John e Derek si infiltrano in un'accademia militare per proteggere un membro integrale della futura resistenza. Nel frattempo, il primo incarico di Weaver per Ellison diventa molto interessante quando lui scopre un aspetto del suo passato.

Sarah, John e Cameron riescono a rintracciare un altro nome presente nella loro lista. Nel frattempo, Derek rimane sorpreso dalla visita di una sua vecchia conoscenza. Alla fine un flashback ci racconta un episodio del passato di John.

La famiglia Connor viene derubata, e l'accaduta mette Sarah in stato d'allerta. Nel frattempo, un Terminator riesce a portarsi molto vicino a John, mentre un altro Terminator terrorizza l'agente Ellison.

John e Riley viaggiano fino in Messico. Nel paese del Centro-America dovranno però scontrarsi con una difficile missione. Nel frattempo, finalmente Sarah e Ellison si incontrano in un faccia a faccia.

Sarah deve affrontare un deja vu quando i suoi incubi vengono a galla nella vita reale, portando guai all'interno della sua famiglia. Nel frattempo, Derek e Jesse danno un'occhiata da vicino al progetto Skynet.

Sarah si incontra finalmente con Turk. Jesse inizia a trovare qualche difficoltà nell'attuare i suoi piani. Weaver organizza un incontro a sorpresa tra Ellison e qualcuno molto potente.

Il segreto di Cameron viene rivelato, e lei deve fare di tutto per nascondersi. Un Terminator viene trasportato nel tempo ma con direzioni sbagliate: l'errore provoca risultati catastrofici che cambiano la storia.

Sarah e Cameron cercano disperatamente di salvare una famiglia il cui destino è collegato alla vita di Derek nel futuro. Ne frattempo, Jesse lotta per la sua vita e sopravvivenza.

Sarah continua ad essere ossessionata dai tre punti. Seguendo varie tracce arriva a conoscere un blogger che sembra avere una conoscenza profonda del simbolo e del suo significato. Nel frattempo, Riley e Cameron si scontrano faccia a faccia.

Sarah Connor è ferita in modo grave ma recupera forza, coraggio e resistenza guardando delle immagini che ritraggono Kyle Reese, il padre di John. Nel frattempo Catherine Weaver cerca in tutti i modi di salvare John Henry.

Sarah, John, Cameron e Derek si uniscono alla ricerca di indizi e le tracce portano ad una fattoria che è stata completamente distrutta. Nel frattempo, Catherine Weaver manda un un suo uomo nella stessa fattoria per cercare eventuali sopravvissuti.

Ossessionata dagli incubi riguardo alla guardia assassinata alla fabbrica, Sarah si fa controllare in una clinica del sonno. Alcune cose sospette però le fanno credere che la Skynet stia utilizzando la struttura per studiare i cervelli dei pazienti. Le sue condizioni peggiorano e Sarah inizia a domandarsi se i sogni non siano invece realtà.

Cameron inizia ad avere dei sintomi strani e John si preoccupa della sua salute. Nel frattempo, Riley scopre che la sua partner Jesse l'ha tradita cercando di convincere Cameron ad ucciderla. Le due arrivano dunque ad uno scontro che lascerà solo una sopravvissuta.

Jesse è alle prese con la missione più importante della sua vita a bordo del suo sottomarino, il Jimmy Carter. Sarah e John invece devono affrontare una decisione difficile, non sapendo se sia conveniente o meno abbandonare la loro casa.

La missione nel futuro di Jesse in sottomarino prende una piega inaspettata e crea gravi conseguenze per John, Sarah e Derek nel presente. Inoltre, Sarah scende a patti con Cameron, che è diventata una pedina pericolosa, mentre nel frattempo John si rende conto di dover prendere una decisione importante per la sua stessa vita.

Sarah nasconde John da Charley Dixon, l'unica persona di cui sente di potersi fidare ciecamente. Nel frattempo, Derek ha difficoltà a lavorare al fianco di Cameron, mentre qualcuno compromette la missione di John Henry mettendo a rischio tutti gli sforzi di Catherine Weaver.

John si avvicina sempre di più alla cattura di Weaver mentre continua la sua missione di salvataggio dell'ultimo obiettivo della Skynet. Nel frattempo, Sarah e Ellison si riuniscono e il loro incontro porta entrambi a cambiare i loro piani. Weaver scopre inoltre il segreto di Ellison.