距今50多年前，一艘來自賽博坦的飛船墜落月球，由此引發(fā)了美蘇兩國的太空競賽。人類爭相登上月球，只為一探飛船殘骸中的秘密。時間回到21世紀(jì)初，經(jīng)過幾番征戰(zhàn)，汽車人終于挫敗霸天虎的入侵，繼而與人類合作，共同保衛(wèi)美麗的地球。然而發(fā)生在切爾諾貝利的事件卻將塵封已久的月球計劃重新擺到桌面。為了防止霸天虎找到能量柱為非作歹，擎天柱與戰(zhàn)友飛赴月球，更從當(dāng)年的飛船中救出了汽車人的先代領(lǐng)導(dǎo)者——御天敵。御天敵是能量柱的發(fā)明者，將上百根能量柱集合在一起便可制造太空橋，實現(xiàn)物質(zhì)的瞬間傳送。
忙著找工作以及和女友卡莉（羅茜·漢丁頓-惠特莉Rosie Huntington-Whiteley 飾）經(jīng)營愛情的山姆（希亞·拉博夫 Shia LaBeouf 飾）無可避免地卷入其中，他漸漸發(fā)現(xiàn)霸天虎的操縱一切的陰謀，卻不知更大的陰謀和危機(jī)隱藏在那月影背后……