在《变形金刚3》中，汽车人与人类联手击败霸天虎后，地球迎来短暂和平。然而，当年坠毁月球的赛博坦飞船秘密逐渐浮出水面——其中藏有关键的能量柱技术。山姆（希亚·拉博夫饰）与新女友卡莉（罗茜·汉丁顿惠特莉饰）意外卷入危机，发现霸天虎首领御天敌竟与人类高层勾结，企图利用能量柱将赛博坦传送到地球。当芝加哥沦为战场，擎天柱在最后关头识破阴谋，与汽车人奋起反抗。这场关乎两个星球存亡的终极决战中，汽车人必须阻止能量柱启动，而山姆等人也在废墟中为生存而战。最终擎天柱手刃叛徒御天敌，但赛博坦的传送已造成不可逆的破坏，汽车人与人类的关系面临新的考验。