Эмилия Кларк стала второй актрисой из сериала «Игра престолов» (2011), исполнившей роль Сары Коннор. Несколько лет назад мать спасителя человечества играла Лина Хиди в сериале «Терминатор: Битва за будущее» (2008-2009). Режиссером фильма могли стать Джастин Лин, Энг Ли, Бретт Рэтнер, Райан Джонсон и Дени Вильнёв. Джай Кортни мог выбыть из актерского состава фильма, так как съемочный график совпадал с производством сиквела фильма «Дивергент» (2014). Но контракт был составлен таким образом, чтобы он смог сняться в обоих фильмах. Рабочее название фильма — Vista, что является отсылкой к известной фразе «Hasta la vista, baby». Первоначально на роль Джона Коннора рассматривали кандидатуру Тома Харди. Прежде чем Джай Кортни получил роль в этом фильме, на его место рассматривались Бойд Холбрук, Тейлор Китч, Николас Холт, Зак Эфрон, Уилсон Бетел, Сэм Рид, Томас Кокерел и Гаррет Хедлунд. Кроме Эмилии Кларк, на роль Сары Коннор рассматривались Бри Ларсон и Марго Робби. Тело молодого Арнольда Шварценеггера в фильме сыграл актер и бодибилдер Бретт Азар. Это первый фильм франшизы, снятый на цифровую камеру и с анаморфным объективом. В трейлере фильма звучит песня Jetta «I’d Love to Change the World». Создатели фильма рассматривали в качестве претендентов на роль Дэнни Дайсона актеров Джона Бойегу и Дайо Окенийи. Первый в итоге отклонил предложение сам ради участия в седьмом эпизоде «Звездных войн», и роль Дайсона досталась Окенийи. Роберт Патрик отклонил предложение вновь сыграть терминатора из жидкого металла Т-1000, поскольку сомневался, что в силу проблем со здоровьем физически справится с ролью. Кристиан Бэйл не смог найти время в графике, чтобы вновь сыграть Джона Коннора — роль, доставшуюся ему в фильме «Терминатор: Да придет спаситель» (2009). Исполнительный продюсер Дэвид Эллисон неслучайно знаком со сферой компьютерных технологий. Его отец — Ларри Эллисон, основатель Oracle, одной из крупнейших в мире IT-корпораций. А самая соль в том, что съемки сцен «Кибердайн Системс» проходили именно в головном корпусе софтверного гиганта в Редвуд-Шорс. Примечательно также, что и в жизни, и по сюжету этот центр находится в пределах Сан-Франциско. Студия Paramount получила добро на два сиквела к этому фильму еще до его выхода, однако независимо от того, насколько хорошими или плохими будут кассовые сборы этих фильмов, все права на франшизу вернутся к Джеймсу Кэмерону в 2019 году. В процессе создания фильма художник по костюмам Сьюзэн Мэтисон столкнулась с проблемой в поиске новых кроссовок Nike Vandal, которые Кайл Риз носил в 1984 году. Все, что ей удавалось найти, — поношенные образцы. На протяжении нескольких месяцев она обращалась в фирму Nike с просьбой изготовить для съемок эту конкретную модель, но компания Nike хотела, чтобы она придумала дизайн кроссовок на базе их модели Air-Force. Мэтисон отказалась, поскольку не хотела чувствовать себя виноватой перед поклонниками первой части франшизы, которые могли бы заметить, что модель кроссовок другая. И только после вмешательства студии Paramount фирма Nike согласилась специально для этого фильма изготовить 25 пар кроссовок Vandal. Меган Эллисон приобрела права на франшизу в июне 2011 года за 20 миллионов долларов, обойдя студию Lionsgate, которая предлагала 15 миллионов долларов. В 2014 году, решив сконцентрироваться на продюсировании фильмов в стиле артхаус на ее лейбле Annapurna, она передала права на франшизу своему брату Дэвиду Эллисону. Владевшие ранее правами Виктор Кубичек и Дерек Андерсон были вынуждены от них отказаться из-за долгов у их компании Halycon, повлекших за собой расследование ФБР, в результате которого был выявлен факт мошенничества с хедж-фондом во время финансирования фильма «Терминатор: Да придет спаситель» (2009). Сценарист Лаэта Калогридис рассказала, что одним из источников вдохновения при написании сценария был фильм «Назад в будущее 2» (1989). Сама Калогридис и Патрик Люссье трижды отказывались от предложения написать сценарий к этому фильму, поскольку им не нравился сюжет третьей и четвертой частей франшизы, и согласились они лишь после личной беседы с Джеймсом Кэмероном. Адриану Джеймсу предлагали роль в этом фильме, но он отказался из-за несогласованности рабочих графиков. В сцене, где Терминатор изучает новый тип боеприпасов, он говорит, что читал о них на gunsandammo.com. При подготовке к съемкам первой части франшизы Арнольд Шварценеггер проходил недельный курс по обращению с оружием и в результате получил комплимент от журнала Soldier of Fortune, отметившего реалистичность, с которой актер управлялся с оружием в фильме. Кристанна Локен рассматривалась на роль Т-Х. Песня, которую Сара Коннор слушает на кассетном проигрывателе, — это «I Wanna Be Sedated» группы The Ramones. Это первый фильм франшизы, в котором в анимации терминаторов не принял участие Стэн Уинстон — мастер спецэффектов и близкий друг Арнольда Шварценеггера, ушедший из жизни в 2008 году. За спецэффекты в новом фильме отвечает команда Legacy Effect, созданная бывшими подмастерьями Уинстона. Роберт Патрик играл Т-1000 в камэо комедии «Мир Уэйна» (1992) и боевике «Последний киногерой» (1993). Возраст Арнольда Шварценеггера было решено не скрывать CGI-эффектами. Вместо этого сценаристы решили объяснить, что живая ткань, которой покрыт Терминатор, может стареть, а волосы робота — седеть. Эту идею авторам фильма подсказал Джеймс Кэмерон. Когда Сара и Кайл высаживаются в 2017 году в Сан-Франциско, играет отрывок из песни «Love runs out» группы «One Republic». Папс наносит удар Т800 балкой в череп. Концепция позаимствована из оригинального «Терминатора» (1984).