距今50多年前，一艘来自赛博坦的飞船掉落月球，由此引发了美苏两国的太空比赛。人类争相登上月球，只为一探飞船残骸中的隐秘。时刻回到21世纪初，通过几番征战，轿车人总算挫折霸天虎的侵略，继而与人类协作，一起捍卫美丽的地球。但是发生在切尔诺贝利的事情却将尘封已久的月球方案从头摆到桌面。为了避免霸天虎找到能量柱为非作歹，擎天柱与战友飞赴月球，更从当年的飞船中救出了轿车人的先代领导者——御天敌。御天敌是能量柱的发明者，将上百根能量柱调集在一起便可制作太空桥，完成物质的瞬间传送。
忙着找工作以及和女友卡莉（罗茜·汉丁顿-惠特莉Rosie Huntington-Whiteley 饰）运营爱情的山姆（希亚·拉博夫 Shia LaBeouf 饰）无可避免地卷进其间，他逐渐发现霸天虎的操作一切的诡计，却不知更大的诡计和危机躲藏在那月影背面…。
