Der Auftakt von Terminator Zero verschränkt zwei Zeitebenen. Im Jahr 1997 stellt der von Weltuntergangs-Albträumen geplagte Wissenschaftler Malcolm Lee seine Familie hinter ein alles verschlingendes Projekt zurück: Er will seine eigene künstliche Intelligenz namens Kokoro rechtzeitig zum Leben erwecken, um die von Skynet ausgehende Vernichtung – den bevorstehenden „Tag der Abrechnung“ – noch abzuwenden. Sein ältester Sohn Kenta nimmt es dem Vater übel, dass dieser kaum noch Zeit für die Kinder hat.
Im Jahr 2022 kämpft Eiko, eine Kämpferin des menschlichen Widerstands, in einer von den Maschinen verwüsteten Zukunft ums Überleben. In einem Gefecht auf Leben und Tod mit einer Terminator-Einheit erbeutet sie ein leuchtendes Stück Technik, das die Maschinen kurzzeitig lahmlegen kann.
Zurück im Lager übergibt Eiko die erbeuteten Daten dem Anführer des Widerstands, dem „Propheten“. Sie enthüllen, dass Skynet ins Jahr 1997 zurückreisen will. Ein Terminator wird mit Informationen über Malcolm Lee ausgestattet und in ein Zeitreisegerät geschickt – Ziel ist der 29. August 1997.