Optimus Prime e i suoi fedeli Autobot sono di nuovo in azione per combattere i pericolosi Decepticon, intenzionati a conquistare lo spazio tra Stati Uniti e Russia per vendicare l’ultima sconfitta subita. Ancora una volta, toccherà all’umano Sam Witwicky (Shia LaBeouf) andare in aiuto dei suoi amici robot. Questi dovranno vedersela con un nuovo, temibile nemico: Shockwawe, tiranno di Cybertron, ha infatti conquistato il pianeta natale dei Transformers dopo la loro caduta” sulla Terra e non ha alcuna intenzione di fermarsi lì.

Sam Witwicky sta per partire per il college e si trova costretto a doversi separare per la prima volta dalla sua ragazza Mikaela e dalla sua famiglia, quando improvvisamente viene colto da visioni che gli attraversano il cervello come lampi. Preoccupato di soffrire della stessa malattia che ha colpito suo nonno, Sam non rivela a nessuno il suo problema fino a che non può più fare a meno di ignorare i messaggi e i simboli che compaiono nella sua mente. Nonostante le sue migliori intenzioni, il giovane si troverà nuovamente…