샘 윗위키(샤이아 라보프)가 오토봇과 디셉티콘, 두 로봇 진영간의 치열한 싸움에서 우주를 구한 지 2년. 일상으로 돌아간 샘은 여자친구인 미카엘라(메간 폭스)와 새 친구이자 수호 로봇인 범블비와 떨어져 대학에 진학하게 된다.
그러나 학교생활에 적응하며 평범하게 살고 싶은 샘의 희망과는 달리 운명적으로 또 다시 우주의 사활을 건 전쟁에 말려들게 된다. 샘은 알지 못하지만 오직 그만이 선과 악, 궁극의 힘이 펼치는 전쟁의 향방을 가를 열쇠를 가지고 있던 것이다.
희생 없이는 승리도 없는 법! 마침내 샘은 윗위키 가에 전해 내려온 운명으로부터 도망치지 않고 맞서 싸우기로 결심하게 된다.

인류를 위협하는 디셉티콘 군단과 인류를 보호하려는 오토봇 군단의 총력전!

지구의 운명을 건 거대한 전쟁이 다시 시작된다!