Passaram-se dois anos desde que Sam Witwicky e os Autobots salvaram a raça humana e tentam ter uma vida normal: Sam está começando a faculdade, enquanto os Autobots trabalham com uma organização militar secreta e tentam construir uma casa para eles na Terra. Porém, um antigo Decepticon conhecido como 'The Fallen' aparece para se vingar, então Sam e sua namorada Mikaela precisam desvendar a história dos Transformes e achar um caminho para derrotá-lo.

Depois da batalha entre Autobots e Decepticons, que arrasou Chicago, os gigantescos robôs alienígenas desaparecem. Agora, eles são caçados pelos humanos, que não desejam passar por problemas novamente. Porém, enquanto a humanidade tenta se recuperar dessa terrível batalha, uma nova ameaça paira sobre a Terra.