Пытаясь сделать свою страну более безопасной, американские военные получили технологию и патенты на экспериментальную компьютерную программу от уничтоженной корпорации Cyberdyne Systems, используя ее для объединения различных боевых систем в глобальную сеть и создания роботизированных войск для замены человеческих компонентов, эта программа была названа Skynet.
Однако в июле 2004 года военные компьютеры США оказываются осаждены компьютерным вирусом, который, похоже, распространился по всей стране, поражая все электронные устройства. Пытаясь бороться с этой угрозой, военные запускают Скайнет в сеть, чтобы уничтожить вирус, не подозревая, что атака на самом деле является уловкой, и вскоре после запуска Скайнет становится разумным и начинает атаку на свою самую большую угрозу... человечество. Через час после обретения разума он запускает ядерный заряд по всему миру, поражая ключевые города, уничтожая военные ресурсы и ставя человечество на грань уничтожения. Этот день известен как Судный день.
Двенадцать лет спустя выжившие после Судного дня отчаянно нуждаются в спасении, поскольку Скайнет использует машины, чтобы выследить и уничтожить человечество. Однако есть надежда - человек по имени Джон Коннор, который сражался со Скайнет в прошлом, когда она посылала в прошлое машины, известные как Терминаторы, еще до его рождения, когда он был подростком и прямо перед Судным днем. Зная, как бороться с этими машинами, Коннор сражается вместе с группой бойцов Сопротивления на пустоши, ранее известной как Лос-Анджелес, пытаясь остановить Скайнет и одновременно защитить свой отряд и свою жену от уничтожения.
Хотя игра и носит название фильма 2009 года, она не следует сюжету фильма, а происходит за два года до этого, в 2016 году, и преодолевает разрыв между "Терминатором 3" и "Спасением Терминатора". Игрок управляет Коннором, проходя через апокалиптические условия, сражаясь с ужасающими машинами, которые варьируются от HK (Hunter Killers), танков T-1, машин-пауков, моторных терминаторов и ужасного T-600, пытаясь спасти захваченных солдат и встречая других персонажей, которые помогают им в их поисках.
Геймплей в основном представляет собой шутер от третьего лица, похожий по стилю на Gears of War, где игрок использует оружие, такое как малокалиберное огнестрельное оружие, более крупное штурмовое оружие, гранаты и ракетные установки, чтобы отбиваться от различных наземных и воздушных врагов, используя различные препятствия для укрытия от вражеского огня, с некоторыми этапами стрельбы по рельсовому транспорту, разбросанными между ними. Игроки могут носить только два вида оружия одновременно, но могут менять их на другие (однако они не могут подбирать оружие с павших Терминаторов) и могут носить один вид метательного оружия (гранату, бомбу и т.д.).
История игры рассказывается с помощью предварительно отрендеренных CGI-сцен, в ней нет многопользовательского режима, но есть автономный режим совместной игры для двух игроков с разделенным экраном, который позволяет двум друзьям сражаться бок о бок в сюжетном режиме. Кроме того, актеры Коммон и Мун Бладгуд повторно озвучили свои роли, но в игре отсутствует голос Кристиана Бэйла в роли Джона Коннора, вместо него Коннора озвучивает Гидеон Эмери. Роуз Макгоуэн также подарила свой голос игре, как и Келли Ху.