Autobots en Decepticons zijn in oorlog, terwijl mensen aan de zijlijn staan. Optimus Prime is verdwenen. De sleutel om onze toekomst te redden ligt begraven in de geheimen van het verleden, in de verborgen geschiedenis van Transformers op Aarde.

Terwijl de mensheid de stukjes bij elkaar raapt na de conclusie van "Transformers: Dark of the Moon," zijn Autobots en Decepticons vrijwel verdwenen van het aardoppervlak. Echter, een groep machtige, geniale zakenmensen en wetenschappers probeert te leren van eerdere Transformer-invallen en duwen de grenzen van technologie verder dan ze kunnen beheersen - terwijl een oude, krachtige Transformer-dreiging de aarde in zijn vizier heeft.

De Autobots blijven werken voor NEST, nu niet langer in het geheim. Maar nadat ze een vreemd artefact ontdekken tijdens een missie in Tsjernobyl, wordt het voor Optimus Prime duidelijk dat de Amerikaanse regering niet helemaal openhartig is geweest tegen hen.

Sam Witwicky verlaat de Autobots achter zich voor een normaal leven. Maar wanneer zijn geest gevuld wordt met cryptische symbolen, richten de Decepticons zich op hem en wordt hij teruggetrokken in de oorlog van de Transformers.

Jonge tiener Sam Witwicky raakt betrokken bij de eeuwenoude strijd tussen twee buitenaardse facties van transformerende robots - de heldhaftige Autobots en de kwaadaardige Decepticons. Sam bezit de sleutel tot onvoorstelbare kracht, en de Decepticons zullen niets nalaten om het terug te bemachtigen.