Dois anos se passaram desde que Sam Witwicky e os Autobots salvaram a raça humana dos Decepticons invasores. Apesar de seu extremo heroísmo, Sam é ainda um adolescente comum, e vai para a universidade. Sam tenta se adaptar à nova vida até que, repentinamente, ele é perturbado por visões que brilham em seu cérebro como raios. Com a ajuda dos Autobots Sam e sua namorada Mikaela devem revelar a história secreta sobre a presença dos Transformers na Terra e terão que fazer sacrifícios para salvá-la de uma ameaça feita por um antigo Decepticon.