Lena Headey reemplaza a Linda Hamilton como Sarah y Thomas Dekker interpreta a John, ambos coinciden con la demografía de los personajes originales sin cambios de raza o género de figuras canónicas. Cameron, interpretada por Summer Glau, es un nuevo personaje Terminator femenino original que sirve como protectora y contrapunto emocional en la dinámica madre-hijo.

El elenco de apoyo incluye a Richard T. Jones como el Agente Ellison en un papel orgánico sin un enfoque destacado en la identidad. Las tramas de los episodios se centran en la evasión, la infiltración en casas seguras, el sabotaje de precursores de Skynet como el ordenador de ajedrez Turk y la supervivencia familiar, sin diálogos ni arcos que aborden la opresión sistémica, la política de identidad o las críticas a las normas tradicionales.