Đã hai năm kể từ khi Sam Witwicky (Shia LaBeouf) và đội quân Autobot giải cứu loài người khỏi bọn xâm lăng Decepticon. Giờ đây Sam lại đang tất bật chuẩn bị cho mục tiêu lớn nhất trong đời: học đại học xa nhà.

Xa nhà cũng là điều mà phe Autobot hiểu rõ hơn hết. Hy vọng tái tạo lại hành tinh quê hương Cybertron đã tan cùng Khối Lập Phương, các Autobot đành ngụ cư tại trái đất, liên minh cùng quân đội NEST rà soát và tiêu diệt những tàn dư còn sót lại của bọn Decepticon ở trái đất. Đáng buồn thay, mong muốn được sống hòa bình bên cạnh con người của các Autobot lại không được chấp nhận.

Cố vấn An ninh Quốc gia Theodore Galloway cho rằng sự hiện diện của các Autobot sẽ gây nguy hiểm cho loài người nên tìm cách tống khứ tất cả các Transformer ra khỏi trái đất và giải tán tổ chức NEST. Optimus Prime, thủ lĩnh của phe Autobot, đồng ý rời khỏi hành tinh của chúng ta theo ý muốn của chính phủ, và đồng thời cũng cảnh báo Galloway phải biết tự xử lý những biến cố xảy ra sau khi Autobot không còn ở lại bảo vệ trái đất được nữa.

Với sự giúp đỡ của phe Autobot, các chiến sĩ của NEST và cựu điệp viên Simmons, Sam và Mikaela phải tìm ra bí mật lịch sử về sự hiện diện của các Transformers trên trái đất, và bảo vệ hành tinh này khỏi lời nguyền trả thù từ tên Decepticon cổ đại The Fallen.