Сюжет

Фильм начинается с изложенной устами Оптимуса Прайма истории разрушения родной планеты трансформеров Кибертрона, в ходе борьбы автоботов и десептиконов за обладание Великой Искрой — источником всей механоидной жизни на Кибертроне. После разорения Кибертрона Великая Искра затерялась в космическом пространстве. Автоботы отправились на её поиски, но опоздали — предводитель десептиконов Мегатрон нашёл её первым. Правда, как выяснилось впоследствии, он только определил координаты Искры, но не смог забрать её — из-за аварии он сам на долгие века стал пленником Земли…
В начале XXI века отряд десептиконов, в состав которого входят Блэкаут, Скорпонок, Френзи, Бэррикэйд, Старскрим, Боункрашер и Брол, прибывает на Землю, в целях маскировки приняв формы земного транспорта. Блэкаут и Скорпонок нападают на американскую военную базу в Катаре с целью получить доступ к военной базе данных для обнаружения Мегатрона и Искры, однако их постигает неудача. Десептиконы предпринимают вторую попытку. Френзи проникает на борт самолёта президента США, взламывает секретный код, подключается к компьютерной базе данных и определяет местонахождение Мегатрона. Он обнаруживает также, что владельцем карты, где указаны координаты Искры, является школьник Сэм Уитвики — прапраправнук капитана Арчибальда Уитвики, не́когда обнаружившего Мегатрона в ледяной пещере за Северным полярным кругом. Френзи и Бэррикэйд начинают искать Сэма.
Тем временем в Департаменте Обороны США все весьма обеспокоены происшествием в Катаре и готовятся к нанесению ответного удара по предполагаемому противнику. Эксперт Мэгги Мэдсен первая высказывает догадку относительно инопланетной природы сигнала, с помощью которого был взломан секретный код доступа. Так как ей никто не верит, она тайно копирует этот сигнал на флэшку, и с помощью своего приятеля — хакера Глена — ей удаётся его расшифровать, но в этот момент их арестовывает ФБР.
Десептиконы гонятся за Искрой по шоссе.
Автобот по имени Бамблби, замаскированный под автомобиль Chevrolet Camaro, также появляется на Земле. Он разыскивает Сэма Уитвики, который в конце концов покупает Бамблби, будучи убеждён, что купил обыкновенную подержанную «тачку». Бамблби помогает Сэму привлечь внимание Микаэлы Бейнс, его красавицы-одноклассницы. Сэм не подозревает, что Бамблби — инопланетянин, до тех пор, пока не становится свидетелем его трансформации в робота и того, как Бамблби посылает навигационный сигнал остальным автоботам.
Перепуганный Сэм пытается убежать от «страшного инопланетянина», но тут приезжает полиция и арестовывает Сэма за то, что он без разрешения проник на завод. Когда его отпустили, он видит, как его машина (Бамблби) сама возвращается на место. Сэм подумал, что в его машину вселился демон и на велосипеде уезжает. Бамблби преследует его. Микаэла видит испуганного Сэма и едет за ним. Когда Сэм приехал на подземную парковку, он увидел полицейскую машину и просит помощи. Но тут машина превратилась в ужасного робота. Это — десептикон Бэррикэйд. Он преследует Сэма и требует, чтобы тот отдал ему очки прадеда. Бамблби приходится трансформироваться и вступить в бой с десептиконом. После победы Бамблби забирает с собой Сэма и Микаэлу, чтобы встретиться с остальными автоботами. По пути Микаэла ненароком замечает, что Бамбли мог бы выбрать форму и получше; в ответ Бамблби превращается в модель «Chevrolet Camaro» нового поколения. Автоботы — Оптимус Прайм, Джаз, Айронхайд и Рэтчет — приземляются и принимают формы земных машин.
После первого знакомства Оптимус разъясняет Сэму цель, ради которой автоботы прибыли на Землю — найти и уничтожить Искру, чтобы десептиконы не могли воспользоваться ею. Затем Сэм, Микаэла и автоботы направляются к Сэму домой, чтобы забрать очки с координатами Искры. Сэм при этом проявляет прямо-таки чудеса изобретательности, пытаясь одновременно искать очки, успокаивать нервничающих автоботов и «заговаривать зубы» обеспокоенным родителям, не давая им обратить внимание на пятерых громадных роботов во дворе и на разгром, учинённый ими на любовно обихоженной лужайке перед домом. Неожиданно в дом врываются представители «Сектора 7» (секретной правительственной организации США, созданной специально для изучения всего, что связано с инопланетянами) во главе с агентом Симмонсом, и забирают Сэма и Микаэлу на допрос. Автоботы освобождают Сэма и его подругу, но Симмонс вызывает подкрепление, и его людям удаётся захватить в плен Бамблби. Несмотря на протесты Сэма, уверяющего, что Бамблби — на стороне землян, они увозят беспомощного автобота к плотине Гувера, куда ещё в 1935 году были помещены Мегатрон (в замороженном состоянии) и Искра.
Тем временем министр обороны США, узнав о существовании «Сектора 7» и убедившись в том, что виновники происшествия в Катаре — действительно инопланетяне, решает лично отправиться к плотине Гувера, чтобы разобраться во всём на месте, взяв с собой Мэгги Мэдсен и Глена. Туда же привозят и Сэма с Микаэлой. Агент Симмонс демонстрирует министру могущество Искры, излучение которой оживляет мобильный телефон, превратив его в маленького, но очень воинственного робота — мини-кона.
Френзи, ещё раньше принявший вид «мобильника», тайно прокрадывается вместе с людьми на плотину и призывает туда остальных десептиконов. Старскрим разрушает систему энергоснабжения «Сектора 7», криосистема выходит из строя, и Мегатрон начинает пробуждаться от своего многовекового сна. Видя, что дело плохо, Сэм убеждает агентов «Сектора 7» отпустить Бамблби, чтобы тот мог передать Искру Оптимусу Прайму. Бамблби уменьшает Искру до такого размера, чтобы её мог взять в руки человек; после этого все автоботы, захватив с собой Сэма, Микаэлу и Искру, уезжают. Десептиконы преследуют их до соседнего города Мишн-Сити (Лос-Анджелес).
В городе сражение возобновляется с новой силой. Капитан Леннокс поручает Сэму заботу об Искре: он должен подняться на вершину небоскрёба и там передать Искру лётчикам отборной эскадрильи ВВС США, которые доставят её в безопасное место, куда не доберутся десептиконы. Когда, наконец, приближается долгожданный самолёт, с земли ему подают условный сигнал; но неожиданно он начинает обстреливать находящихся внизу людей и автоботов, а потом сбивает вертолёт, который должен увезти Искру… Оказывается, что на самом деле это Старскрим; вслед за ним появляются и прочие десептиконы.
Начинается битва, в которой обе стороны несут серьёзные потери — Старскрим калечит Бамблби, тот метким выстрелом поражает Броула, Мегатрон собственноручно разрывает Джаза на части, Оптимус Прайм в схватке побеждает Боункрашера, Леннокс убивает Блэкаута. Наконец, Прайм и Мегатрон сходятся в поединке. Исход их дуэли решает Сэм, который уничтожает Мегатрона и Искру, поместив её в грудь лидера десептиконов. Останки десептиконов затоплены на дне океана, а трое выживших (Бэррикэйд, Старскрим и Скорпоног) скрылись в неизвестном направлении.
Потеряв Искру, автоботы решают остаться на Земле, и Оптимус посылает сигнал в космос, чтобы все оставшиеся в живых автоботы нашли их.