Mentre fa le valigie per il college, Sam Witwicky (Shia LaBeouf) trova uno spaccato del "All Spark", la cubo precedentemente distrutto che ha la capacità di animare oggetti meccanici in robot in grado di trasformarsi. L’oggetto presto riempie la sua testa di misteriosi geroglifici alieni, facendogli perdere il controllo di sè stesso più volte mentre scribacchia affrettatamente le sue visioni su qualsiasi superficie disponibile. Nel frattempo, un Decepticon noto come Soundwave è in orbita attorno alla Terra. Intercetta una trasmissione governativa che rivela sia la posizione di un altro frammento del All Spark sia il luogo di riposo del leader defunto dei Decepticon, Megatron. Salvato e riportato in vita con successo, Megatron torna su Marte dove incontra The Fallen, un antico Decepticon che una volta governò la Terra secoli fa. Solo la morte dell’Optimus Prime e l’acquisizione del Matrix of Leadership -- il suo luogo di riposo codificato nei simboli che Sam immagina -- permetteranno a The Fallen di tornare sulla Terra e completare il suo compito di distruggere il pianeta una volta per tutte.