为了追寻能量块，威震天来到了地球，在北极，他受到磁场的强干扰，意外地被封冻于冰层之下。借助不慎跌入冰谷的科学家们，威震天将有关能量块的信息扫描到科学家的眼镜上。威震天被美国军方秘密转移到位于胡佛大坝地下的秘密基地，这个秘密只有历任国防部长组成的7人军事小组知道。

狂派的先遣部队旋风和毒蝎袭击了美军位于卡塔尔的军事基地，变形金刚的再次出现引起了现任国防部长的警觉，他组织一批年轻的电脑高手开始搜寻狂派的行踪。与此同时，路障帮助他的搭档迷乱潜入了美国总统的专机空军一号，通过电脑获悉，要想找到威震天就必须找到维特威基家族的那副眼镜，而它现在的拥有者山姆·维特维奇由此成为了狂派的攻击目标。山姆是一个生活并不如意的高中生，学校里没有人相信他讲述的关于这副眼镜的历史，失望之余，山姆把眼镜放到网上拍卖，但从未引起买家的兴趣。这段时间，父亲送了一辆破旧不堪的汽车给他，这辆车恰好就是博派成员大黄蜂的变形。载着山姆的大黄蜂帮助山姆交上了漂亮的女朋友米凯拉·贝恩斯，但他们很快就遭遇了“霸天虎”的袭击，擎天柱带着其他博派赶到，一场机器人大战由此拉开了序幕。

擎天柱告诉山姆，邪恶的威震天企图借助能量块的辐射能把地球上所有的东西都变成狂派部队的一员，由此打败博派，进而统治整个宇宙，而毁掉能量块的方法就是将它插入擎天柱的心脏。作为坚决捍卫宇宙和平的汽车人的首领，擎天柱已经做好牺牲自己的准备。狡猾的迷乱变成了山姆女友的手机，进入了胡佛大坝下面的秘密基地，在释放威震天的同时，也将这个情报发送回狂派的总部。红蜘蛛带着其他的博派成员吵闹、袭击、路障、旋风等迅速赶往胡佛大坝，与威震天会合。紧要关头，大黄蜂也向擎天柱发出增援的信息，爵士、铁皮、救护车在擎天柱的带领下，准备与狂派展开一场大战。

在人类军队的配合下，山姆在千钧一发的关头将能量块插入了威震天的心脏，而爵士却在这场战役中不幸牺牲，山姆的好朋友大黄蜂也被重创。威震天的机械躯体被沉入海底，破损的能量块也回到了擎天柱的手中，然而故事却没有结束，临阵脱逃的红蜘蛛飞回了塞伯坦星球，他将和其他狂派重新集结，伺机重新杀回地球，与博派再战一场。