Kuin ahtaalle menestyvälle keksijälle Cade Yeager (Mark Wahlberg) -niminen, joka työskentelee Teqsasissa olevassa pihassa ja kodissa yrittäen tulla toimeen korjaamalla naapureiden romuja ja loppupäästä rikkaaksi toiveulella seuraavasta isosta robottihankkeesta. Hän tekee myös mitä pystyy suojellakseen myös seitsemäntoistavuotiasta tytärtään Tessaa (Nicola Peltz), jonkacollegiet maksut riippuvat perheen olemattomista varoista. Cade ostaa eräänä päivänä ruosteisen, nuhjuisen pakettiauton ja yrittäessään korjata sitä, hän yllättyy löytävänsä, että sen todellisuudessa on Optimus Prime (ääninäyttelijänä Peter Cullen), Autobottien johtaja, joka on käytännössä ajautunut ihmiskunnasta erilleen. Maailma on edelleen järkyttynyt Transformersien aiheuttamasta tuhosta, erityisesti Chicagossa, ja heidän päässään on pyyntö heidän päänsä saamisesta. Cade:n ystävä Lucas (T. J. Miller) mielellään luovuttaisi Transformerin, ja puhelinsoitto tuo maanpuolustukseen kuuluva salainen joukko, joka on tullut hakemaan kansallisen turvallisuuden "uhkan" ilman warranttia. Cade, hänen tyttärensä ja Lucas pääsevät pakoon vain Tessa-poikaystävän Shanein (Jack Reynor) ajokyvyn ansiosta. Neliö, plus Prime, löytävät itsensä liikkeelle määräajassa hallituksen ja sen salaisen yhteistyökumppanin, tyylikkään pyykkihuutomon Transformerin nimeltä Lockdown (ääninäyttelijänä Mark Ryan). Samaan aikaan menestynyt robotiikka-yritys Joshua Joyce (Stanley Tucci) keksii omia Transformers-hensä ja mukaan lukien nopea Stinger ja mahtava Galvatron (ääninäyttelijänä Frank Welker).