... aus Autobots und menschlichen Elitesoldaten sorgt gemeinschaftlich für Weltfrieden im Kampf gegen menschliche Kontrahenten, während Sam Witwicky (Shia LaBeouf) zwar erfolgreich das College abgeschlossen hat, für seine Heldentaten einen Orden vom Präsidenten erhielt und mit der attraktiven Carly (Rosie Huntington-Whiteley) zusammen ist, aber niemandem von seinen Abenteuern erzählen darf und nur unter großen Schwierigkeiten einen Job in der Poststelle eines Unternehmens findet.
Bei einem NEST-Einsatz stoßen Optimus Prime und die anderen Autobots auf einen Rest des Ark, eines Raumschiffs, das gegen Ende des Krieges auf Cybertron mit einer neuen Waffentechnologie startete, abgeschossen wurde und seitdem als verschollen galt. Doch der Ark stürzte in den 1960ern auf der dunklen Seite des Mondes ab, wie sie von der US-Regierung erfahren. Optimus Prime und sein Team bergen die Reste der Technologie und ihres ehemaligen Anführer Sentinel Prime. Allerdings wissen sie nicht, dass sie damit den im Verborgenen agierenden Decepticons auf der Erde in die Hände spielen, welche den Fund des Ark durch die Autobots geplant und vorbereitet haben...