Questa volta Sam e Mikaela vengono attaccati dai terribili Decepticon dopo che Sam ha scoperto qualcosa sulle origini dei Transformers e sul loro antico passato sulla Terra. Per apprendere queste informazioni, i Decepticon invasori devono catturare Sam anziché ucciderlo. Nel frattempo, l'esercito degli Stati Uniti supportato da una coalizione internazionale uniscono le forze con gli Autobot per combattere l'attacco...

Il film è stato scritto, oltre che dagli autori del primo episodio Roberto Orci e Alex Kurtzman, anche da Ehren Kruger. Michael Bay ha promesso di diffondere più notizie false possibile per depistare i fan durante la produzione del film, in modo da non "rovinargli" la sorpresa al cinema.