Selepas perang yang pertama dulu, Autobots telah bekerjasama dengan pihak tentera British dan Amerika Syarikat dengan bersatu menubuhkan NEST bagi memantau ancaman pihak musuh iaitu Decepticons. Selepas pulang ke Cybertron, Starscream mendapat arahan daripada ketua Decepticons untuk membawanya pulang ke bumi. Pihak musuh mahu kembali membalas dendam dengan menghantar bala tenteranya memerangi Autobots dan manusia.Pada masa yang sama, Sam Witwicky yang baru sahaja memasuki kolej dan cuba untuk hidup sebagai remaja normal, telah menemui serpihan Allspark dan tanpa disedari pemikiran beliau kini dipengaruhi dengan sejarah awal ketibaan makhluk-makhluk Cybertronian di planet bumi. Dengan itu, Sam kini menjadi buruan puak Decepticons yang cuba mendapatkan maklumat tentang suatu artifaks penting yang boleh digunakan untuk menghancurkan bumi.