Han pasado dos años desde que el joven Sam Witwicky (Shia LaBeouf) salvara al universo de una decisiva batalla entre dos razas de alienígenas robóticos en guerra. Pese a su extrema heroicidad, Sam sigue siendo un adolescente normal con las preocupaciones cotidianas de prepararse para ir a la universidad, dejando atrás a su novia Mikaela (Megan Fox), y separándose por primera vez de sus padres. Por supuesto, además está la carga adicional de tener que intentar explicar su partida a su amigo más reciente y robot guardián suyo, Bumblebee. El objetivo de Sam es llevar una vida universitaria normal, pero para hacerlo, deberá olvidar su destino. Mientras Sam ha hecho todo lo posible por dejar atrás el conflicto de Mission City y volver a su rutina diaria, la batalla entre los Autobots y los Decepticons, aunque haya sido un incidente súper secreto, ha provocado muchos cambios. El Sector 7 ha sido desmantelado y su soldado más leal, el agente Simmons (John Turturro), despedido sumariamente. En su lugar se ha creado una nueva agencia, NEST. Empleando mandos con experiencia de campo como Lennox (Josh Duhamel) y Epps (Tyrese Gibson), NEST pretende trabajar codo con codo con los Autobots para evitar otra confrontación mortal con los Decepticons. Por desgracia, un asesor de seguridad del gobierno, Theodore Galloway (John Benjamin Hickey) tiene muy poca previsión como para comprender totalmente los inexorables peligros que acechan. Dispuesto a hacerse con el control de todas las organizaciones de defensa, junto con su potencial de poder, y al mismo tiempo deshacerse de lo que él considera un frívolo gabinete gubernamental, Galloway se esfuerza por acabar con NEST, creyendo que toda amenaza de guerra ha desparecido hace tiempo. (FILMAFFINITY)

Hace muchos siglos que dos razas de alienígenas robóticos, los Autobots y los Decepticons, empezaron una guerra por el destino del universo. Cuando la batalla llega a la Tierra, lo único que separa a los malvados Decepticons del poder absoluto es el joven Sam Witwicky. Pero Sam no es más que un adolescente como tantos otros, que va al instituto, se interesa por sus amigos, los coches y las chicas. Sin saber que representa la última oportunidad para la supervivencia de los seres humanos, Sam y su amiga Mikaela se ven envueltos en la guerra entre los Autobots y los Decepticons. El mundo depende de Sam, que por fin entiende el sentido del lema de la familia Witwicky:"No hay victoria sin sacrificio".