Vervolg op het actiespektakel uit 2007 waarin opnieuw de goede Autobots de strijd aanbinden met de slechte Decepticons
Twee jaar geleden redde de jonge Sam Witwicky (Shia LaBeouf) de wereld door een verwoestende slag tussen strijdende Transformers, de Decepticons en de Autobots, te voorkomen. Ondanks deze heldendaad is Sam nog steeds een gewone tiener, met alledaagse zorgen over zijn komende studie waarbij hij zijn vriendin Mikaela (Megan Fox) en zijn ouders moet achterlaten. Sam begint net te wennen aan zijn nieuwe leven als student, maar dan belandt hij tegen wil en dank opnieuw in een oorlog tussen de Autobots en de Decepticons. Met behulp van zijn vrienden en commandanten van het veiligheidsbureau NEST probeert hij samen met de Autobots een nieuwe verwoestende confrontatie met de Decepticons te vermijden.