Sam Witwicky, Autobotlarla birlikte dünyadaki tehditlere karşı savaşan genç bir adamdır. Ay’a yapılan bir görev sırasında, orada uzun süredir bekleyen bir Decepticon uyanır. Bu keşif, Dünya’da yeni bir saldırının yolunu açar. Sam, Carly ve Simmons olayların içine çekilir. Optimus Prime, Sentinel Prime ile birlikte Decepticonların planlarını durdurmaya çalışır. Ancak Decepticonlar beklenenden daha güçlü çıkar ve çatışma Chicago’ya kadar uzanır. İnsanlar sokaklarda sıkışır, Autobotlar ağır kayıplar verir, Sam ise hem kendini hem de sevdiklerini korumak için mücadele eder.