Mientras se prepara para ir a la universidad, Sam Witwicky (Shia LaBeouf) encuentra un fragmento del "All Spark", el cubo previamente destruido que tiene la capacidad de animar objetos mecánicos en robots que se transforman. El objeto pronto llena su cabeza con misteriosos símbolos alienígenas, varias veces haciéndolo perder el control de sí mismo mientras garabatea apresuradamente sus visiones en cualquier superficie disponible. Mientras tanto, un Decepticon conocido como Soundwave está en órbita alrededor de la Tierra. Intercepta una transmisión gubernamental que revela tanto la ubicación de otro fragmento del All Spark como el lugar de descanso del líder fallecido del Decepticon, Megatron. Rescatado y resucitado con éxito, Megatron regresa a Marte donde se reúne con The Fallen, un antiguo Decepticon que una vez gobernó sobre la Tierra hace siglos. Solo la muerte de Optimus Prime y la adquisición de la Matrix of Leadership — su lugar de descanso codificado en los símbolos que Sam imagina — permitirá que The Fallen regrese a la Tierra y complete su tarea de destruir el planeta de una vez por todas.