1946年春天，为裁决日本战犯而举行「东京审判」，十一个战胜国的法官齐聚东京帝国饭店。审判的焦点是，随着纽伦堡审判而诞生的「战争罪」。在此之前在《国际法》上认为合法的「战争」这一行为，第一次被认定为犯罪行为，并且追究国家指导者的责任。对于「战争罪」这一说法，辩护方认为这是事后法而不予承认。而在法庭上，各法官们的意见也对立起来。最初想短期内解决的审判，却显现出长期化、混沌化的样子。法庭背后的攻防中，驻留日本的法官们的私人活动、周围人的意见卷入其中。1948年秋，长达两年半的审判，十一个大法官最终做出了判决。在决定被告生与死的瞬间，人类最根源的问题「人类是否可以裁决战争」也得出了一个最终的答案。

黑夜里，狭窄的小巷中，一个男人被追赶到僻静的角落，发现有一个女乞丐用奇异的眼神审视自己，之后男子面对探头突然眼窝充血，哀号后不省人事。在医院里，由于男子的社会保险过期，所以在大夫斯戴克勒（神奈川宏幸HiroKanagawa饰）的授意下，他被送到了神秘的F病房。在这里，一位悲痛欲绝的女士见到了自己奄奄一息的丈夫卢克（小库珀•古丁CubaGoodingJr.饰），后者因遭遇车祸而受伤。不久，卢克身怀有孕的妻子离开了人世，这让他悲伤欲绝。为了查明真相，他开始回忆，把短信、博客、电邮等一系列的存档通通调出来，慢慢地发现了端倪。原来，他的大脑其实被植入了Hexx公司的芯片，后者利用他的生命在做着不可告人的勾当，为了揭穿Hexx公司的丑恶居心，卢克开始了一个人的抗争……

2018年，天网系统与人类的战争使世界陷入了末世般的境况，反抗军精神领袖约翰·康纳（克里斯蒂安·贝尔ChristianBale饰）带队执行一次任务的过程中获得了战胜天网的新思路，而天网系统适时推出了新的目标排名，康纳位居次席，榜首上康纳此时尚年青的父亲凯尔·瑞斯赫然在列。与此同时，一名遗忘了自身过去经历的强壮男子马库斯（萨姆·沃辛顿SamWorthington饰）出现在洛杉矶的废墟中，他与反抗军战士瑞斯偶然结识，并组队前往反抗军总部，不料途中遭机械人袭击，瑞斯被俘。落单的马库斯经由反抗军女战士布莱尔引路，迎来了与康纳命中注定的相遇，但人与机械的对立让康纳不得不视对方为敌人……瑞斯在天网中心生死未卜，同时反抗军高层不肯推迟强行进攻计划，留给康纳的时间不再充裕，他只能选择进行一场赌上性命与荣誉的潜入行动。