Kun hän pakkaa koulua varten, Sam Witwicky (Shia LaBeouf) löytää palasen "All Sparkista", aiemmin tuhottua kuutiota, jolla on kyky herättää mekaaniset oliot muuttuviksi roboteiksi. Esine täyttää pian hänen päänsä salaperäisillä muukalaismerkeillä, useita kertoja saaden hänet menettämään hallinnan itsestään, kun hän kiirehtii kirjoittamaan näkyjään mille tahansa saatavilla olevalle pinnalle. Sillä välin Decepticon, jonka nimi on Soundwave, on kiertoradalla Maan ympärillä. Hän sieppaa hallituksen välityksen, joka paljastaa sekä toisen All Spark -palasen sijainnin että Decepticonin kuolleen johtajan Megatronin leposijan. Onnistuneesti pelastettu ja herätetty Megatron palaa Marssille, missä hän tapaa The Fallenin, muinaisen Decepticonin, joka aikoinaan hallitsi Maata vuosisatoja sitten. Vain Optimus Primein kuolema ja Matrix of Leadershipin—sen leposija koodattu Samin visionäärien symboleihin—toimittaa The Fallenin paluun Maahan ja tehtävänsä suorittamisen, jonka tarkoituksena on tuhota planeetta lopullisesti.