În timp ce se pregătește pentru facultate, Sam Witwicky (Shia LaBeouf) găsește o creangă/fragmă din „All Spark”, cubul anterior distrus care are abilitatea de a anima obiecte mecanice în roboți în transformare. Obiectul în curând îi umple capul cu simboluri străine misterioase, de multe ori făcându-l să-și piardă controlul asupra sinelui în timp ce grabit își notează viziunile pe orice suprafață la îndemână. Între timp, un Decepticon cunoscut sub numele Soundwave este în orbită în jurul Pământului. El interceptază o transmisie guvernamentală care dezvăluie atât locația unui alt fragment din All Spark, cât și locul de odihnă al celui decedat, Megatron, liderul Decepticonilor. În cele din urmă salvat și înviat, Megatron se întoarce pe Marte, unde se întâlnește cu The Fallen, un Decepticon antic care a domnit cândva peste Pământ cu secole în urmă. Doar moartea lui Optimus Prime și achiziția Matrixului de Leadership – locul său de odihnă codificat în simbolurile pe care Sam le vede – vor permite The Fallen să se întoarcă pe Pământ și să-și îndeplinească misiunea de a distruge planeta o dată pentru totdeauna.