21 年前
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A police detective consults with incarcerated madman Ted Bundy to help him catch The Green River Killer.。故事发生在《终结者2》10年之后，终结者又回来了。
此时John Connor已经22岁，他的母亲去世后，他过着隐姓埋名的生活，不愿意面对即将到来的命运。但是，命运并不以他的意志为转移，“天网”经历了两个失败之后，派出了更为先进的T-X终结者来追杀他，人类也同样送回了T-800改良后的终结者T-850保护John。
John巧遇了儿时的伙伴，兽医Kate Brewster，Kate的父亲是美国军方“天网”系统的负责人，她本人也将成为人类叛军的副统领，理所当然成了T-X的打击对象。二人在T-850的保护下，开始了逃亡之路。
同时，美国电脑系统病毒入侵，人类束手无策之下准备启用“天网”，一旦“天网”接管美国军方防御系统，人类将首当其冲的被消灭。
面对已经发生的未来，John Connor和Kate Brewster决定奋起反抗，在T-850的帮助下，他们将又一次改变人类的命运。。2075年，随着人类对太空的不断开发，太空垃圾成为了社会问题。这些被废弃的卫星、火箭零件之类的碎片围绕着轨道运转，危及周围的太空站和航天船的安全。星野八郎太（田中一成 配音）所在的残骸课，就是专门负责回收或清除太空垃圾的部门。
田名部爱（雪野五月 配音）是一个刚刚进入宇宙工作的新人，她怀着满腔热情加入了Technora公司的残骸课，却发现理想与现实有极大的差距，残骸课成员一副吊车尾的样子让她深受打击。该部门还被称为“半课”，因为垃圾回收效益不高，不受公司重视，所以人员只有其他课的一半。她被安排和星野八郎太组队，面对这个奇怪的前辈“缠头八”，她也是满口不愿意。然而在一次次与宇宙的接触中，她开始逐渐了解残骸回收工作，她也了解到同事们看似吊儿郎当、实际上让人信任的品质，她开始慢慢融入“半课”……。