Une guerre sans merci oppose les héroïques Autobots aux terribles Decepticons : cette guerre s'étend de Cybertron jusqu'à la Terre. Dans les premières années du XXIe siècle, le jeune Sam Witwicky devient à son insu, l'ultime espoir de l'humanité. Deux ans se sont écoulés depuis la mort du chef des Decepticons, Mégatron, et la destruction du cube Allspark (la plus puissante source d'énergie de l'univers). Sam essaie désormais de vivre une vie normale en compagnie de Mikaela, sa petite amie, dans un environnement sans robots. Mais il a un mauvais pressentiment. Grâce au Constructicons, Megatron qui est à nouveau de retour, est bien décidé à se débarrasser de Sam et d'Optimus Prime. Les Autobots vont une nouvelle fois devoir s'allier avec l'armée américaine pour lutter contre les Decepticons, et un terrible dieu Transformer d'une puissance infinie : The Fallen.