公元2011年，隨著汽車人與霸天虎之間的戰爭，地球上發生了一係列大變動，禦天敵最終被擎天柱等汽車人尋回，卻也由此開始了末代普王的悲劇。
作為叛變的汽車人前領袖，禦天敵戰鬥力強大，是汽車人先進科技的重要研發和保存者，地位相當於人類的愛因斯坦，掌握有空間橋即遠程瞬間傳送技術……為了重建電子星星球而選擇與霸天虎合作，冷酷殺害鐵皮、斬斷擎天柱右臂。最終卻被害怕損傷地位權力的威震天偷襲以致喪失戰鬥力，繼而被擎天柱清理門戶。
此同時，汽車人正與lennox少校一起在世界各地與人類的威脅作戰。在一次與震蕩波的激戰後，擎天柱發現一個屬於一艘他們認為早已失蹤的汽車人飛船的柱狀物件。
霸天虎仍然留在地球上，其首領威震天在上一次大戰後現在很虛弱，但他仍在計劃著什麼。
擎天柱對人類向他隱瞞實情很生氣，美國國家情報局局長夏洛特·米林，原來多年前美國宇航員登陸月球就發現了墜毀的變形金剛汽車人“方舟”，但他們一直向世人和汽車人隱瞞。
擎天柱要求去月球一趟，他們很快就到達了那裏，但沒有察覺到有霸天虎尾隨。在月球上，擎天柱一行人發現了“禦天敵”，他是汽車人的前任領袖，也是擎天柱的導師。汽車人把禦天敵和他身邊的5個柱狀物帶回了地球。
把禦天敵和五個柱狀物件帶回地球後，擎天柱用領導模塊重啟了禦天敵，之後又放回自己體內。原來，那些柱狀物件是“空間橋”的一部分，共有上百個，現在都不知散落何處。
米林局長開始趕薩姆回家，薩姆靠自己分析推導，得出霸天虎正在利用人類做什麼，但沒人聽他的分析，於是他決定找退休探員西蒙斯幫他調查。卡莉很不高興，她抱怨薩姆又想拯救世界了。兩人吵了一場，分手了。卡莉一人去了老板迪蘭的聚會。
西蒙斯把過去的經曆寫成了一本暢銷書，現在過得很愜意，但他還是很快答應了薩姆的請求。兩人先去找當年登月的宇航員，他們深信這些人一定知道內情，但都被政府下達了封嘴令。
老宇航員們向薩姆他們展示了一些當年拍攝的月球背麵照片，原來那裏有許許多多的柱狀物件。薩姆立刻意識到霸天虎一直都知道“空間橋”的事情，他們是在利用擎天柱激活禦天敵，因為禦天敵是拚接空間橋的關鍵，他們得保護好他。
果然禦天敵叛變了，他殺死了鐵皮，用腐蝕性酸槍把他熔化了，並帶著能量柱跑了。
原來，禦天敵認為汽車人永遠不可能取勝，所以他和威震天結盟，認為這樣可以迅速實現和平。當初他開著飛船是要前往地球與威震天會麵，但兩人都遭到狡猾的紅蜘蛛的伏擊，一個撞到了月球，另一個栽在了北極。
現在禦天敵與威震天又可以開始他們的宏圖大計了，他們喚醒了早就埋伏在月球上的秘密霸天虎軍隊，把他們通過“空間橋”傳送到地球。
看到如此眾多的霸天虎，人類放棄了，把怨氣都撒到了汽車人頭上，讓他們立刻離開地球。汽車人無奈隻好準備登上飛船。
這時薩姆前去迪蘭家的聚會想與卡莉和好，誰曾想，在幫助霸天虎的人類中，迪蘭是最大的頭頭。他綁架了卡莉，並逼薩姆做間諜，提供汽車人的情報，看看他們是否在計劃反攻，他還派了一個霸天虎機器人跟在薩姆身邊，記錄薩姆及其周圍人的言行，如果薩姆違抗，卡莉就會死。
薩姆去找了擎天柱和汽車人，問他們有何打算，擎天柱說他們沒有打算，隻會默默地離開，他們就這麼走了，飛船在半空中被紅蜘蛛打落，汽車人似乎已經全軍覆沒。
薩姆隻好向轉行到基地工作的前軍官epps求助，求他幫自己追蹤迪蘭、救出卡莉。經過一番跟蹤，他們發現迪蘭他們在芝加哥，於是薩姆還有epps以及後者的軍中戰友一起也去了芝加哥。
芝加哥此時已經變成霸天虎的樂園，好在大部分的人類幸存者已經離開。正當epps、薩姆他們認為沒有希望的時候，汽車人突然出現！原來一切都是計劃好的，他們在飛船爆炸前已經隨脫離火箭偷偷逃出了飛船。
這時的禦天敵和威震天正計劃再次開啟空間橋，這次，他們要把整個電子星星球都傳送到地球，讓幸存的人類作他們的奴隸。