Na zijn eerdere avonturen met de Transformers poogt Sam Witwicky een normaal leven te leiden zonder deze buitenaardse robots. Daar komt verandering in wanneer hij beelden van mysterieuze symbolen begint te zien. Hij wordt daardoor het doelwit van de kwaadwillende Decepticons. Deze robots zijn eropuit om de wereld te vernietigen en daarbij hebben ze Sams kennis van de symbolen nodig. Hun rivalen, de vredelievende Autobots, schieten Sam en zijn familie te hulp. Samen gaan ze opnieuw de strijd aan tegen deze allesvernietigende macht.