Quatre ans après les événements mouvementés de "Transformers : La Face cachée de la Lune", un groupe de puissants scientifiques cherche à repousser, via des Transformers, les limites de la technologie. Au même moment, un père de famille texan, Cade Yeager, découvre un vieux camion qui n’est autre qu’Optimus Prime. Cette découverte va lui attirer les foudres d’un certain Savoy, dont le but est d’éliminer les Transformers. Pendant ce temps, le combat entre les Autobots et les Décepticons refait surface…

Deux ans se sont écoulés depuis que Sam Witwicky a sauvé l\'univers d\'une bataille décisive entre les deux clans rivaux de robots extraterrestres. Malgré ses exploits, Sam reste un adolescent préoccupé par les soucis des jeunes gens de son âge : alors qu'il s'apprête à entrer à l'université, il doit se séparer de sa petite amie Mikaela et de ses parents pour la première fois de sa vie. Il lui faut aussi tenter d'expliquer son départ à son nouvel ami, le robot Bumblebee. Sam aspire à vivre une vie normale d'étudiant, mais il doit tourner le dos à son destin pour y parvenir.Si Sam a fait ce qu'il a pu pour tirer un trait sur le conflit qui a eu lieu à Mission City et revenir à ses préoccupations quotidiennes, la guerre entre les Autobots et les Decepticons, tout en étant classée secret défense, a entraîné plusieurs changements. Le Secteur 7 a ainsi été dissout et son plus fidèle soldat, l\'agent Simmons, a été révoqué sans ménagement. Résultat : une nouvelle agence, NEST, a été mise en place...

Un événement mystérieux lié à notre passé éclate au grand jour. C’est la guerre qui menace aujourd’hui notre Terre ; une guerre d’une telle ampleur que l’aide des Transformers pourrait, cette fois, ne pas suffire à nous sauver.