在1987年的加州，大黄蜂B127为躲避霸天虎追杀逃至地球，却因战斗受损失去记忆，变形为破旧大众甲壳虫藏身垃圾场。18岁的机械迷少女查莉·沃特森偶然发现这辆会变形的外星汽车，为其取名"大黄蜂"。正当查莉帮大黄蜂修复语言模块时，霸天虎成员粉碎和反射弹追踪而至。他们勾结军方特工伯恩斯，企图利用卫星网络召唤塞伯坦大军入侵地球。为保护这个接纳自己的女孩和蓝色星球，大黄蜂与查莉联手对抗强敌。在经历激烈公路追逐和城市巷战后，大黄蜂最终摧毁敌方信号发射器，挫败霸天虎的阴谋。而查莉也在冒险中走出丧父阴影，与大黄蜂建立起超越物种的深厚友谊。