故事发生在天网发动核战后的2029年。反抗军领袖马库斯在攻入天网核心的前一刻，被最新型号T-1000终结者击杀。临死前，科学家队友将他的全部意识碎片上传至天网的主机。奇迹发生了：马库斯的意识没有消亡，而是入侵并占据了前来追杀他的另一台T-800终结者的机体。他成了第一个“拥有灵魂的机器”。现在，他既要骗过天网系统的层层扫描，又要以终结者的外形去领导那些视他为仇敌的人类反抗军。更可怕的是，天网察觉到了这个“BUG”，派出了能够随意变形的T-5000“幽灵终结者”，专门猎杀这个异类。马库斯必须学会用机器的身体，去守护最后的人性。
对经典IP的颠覆性重塑，身份认同的挣扎被注入到硬核动作中，使其有了灵魂。地铁大战T-5000的场面堪称系列最佳。机器人主角的眼泪，是铁锈味的。
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