恋人カーリー・スペンサー/ロージー・ハティンソン
カーリーの上司ディラン・グルード/パトリック・デンプシー
国家情報長官シャーロット・メアリング/フランシス・マクドーマンド
1969年アポロ11号の月面着陸の裏でダークサイドに墜落したサイバトロン星の宇宙船調査をしていた
サムは新しい恋人カーリーと同居しながら就職活動をしていた
サムはディセプトコンの生意気なロボットを2体を匿っている
カーリーの上司ディラン・グルードの紹介で宇宙開発事業で働けるようになる
オードボットたちは政府の仕事を手づだっている
ウィリアム・レノックス率いるNESTとオートボットはチェルノブイリでサイバトロン星に関する情報があることを知り乗り込む
調査をしているとディセプトコンの襲撃に遭う
国家情報管のシャーロット・メアリングは、堅物でオートボットにも意見を述べる
オプティマスは政府が隠していた月面調査の話を聞き、チェルノブイリにあったのは宇宙船アークとその戦士センチネル・プライムだと気がつく
ディセプトコンよりも先に見つけるため月へといくことに
サムは彼女のカーリーからディランを紹介される
しかしディランはカーリーに色目を使いヤキモチを焼いた
月に来たオードボットは眠りについているセンチネルを発見し甦らせた
ボロボロのメガトロンはひっそりと企みを練っていた
「罠にかかった。人間の仲間」
サムは雑用係だったがとりあえず働いていた
その様子を怪しげな同僚ジェリー・ワンが見ている
そしてついにサムに興奮しながら駆け寄り
「エイリアンと友達だろといい、監視されてる、ダークサイドムーン、エイリアンの友達を助けろ」と言って去っていく
その後すぐ会社から飛び落ちて死ぬ
ジェリー・ワンはディセプトコンに協力していた
しかしサムに何かを話したことで殺されてしまう
職場にディセプトコンが現れサムも襲われる
サムはカーリーを連れて急いでオプティマスのいる施設へいく
極秘施設のため包囲されるが興奮したサムは怒る
そこへバンブルビーがきて助けてくれる
しかしサムは最近会いにこないバンブルビーにも悪態つく
サムはレノックスに一部始終を話す
それを知ったメアリング情報管は、部外者といいサムを追い出そうとする
復活したセンチネル・プライムは時が止まってたように過去の話をする
センチネルは柱を作った。スペースブリッチの数百本のうち5本しか残っていないと聞き
柱はテレポートできるものだったという
さらにディセプトコンに柱を知られたら宇宙は滅亡するという
メアリング情報管は柱は政府が管理していると勝手に手出しはさせないという
サムは2回も世界を助けたのにメッセンジャーと言われたことが嫌だった
そこで同じ扱いを受けているシーモア・シモンズに協力をしてもらう
サムとシモンズはアポロ計画の情報を調べていくうちに「ディセプトコンは何かを隠したい」と気がつく
カーリーはサムに危険な調査をやめて欲しかった
しかしカーリーがディラン・グルードと食事に行くのを止めなかった
ソ連の宇宙飛行士が行方不明になっているのを知ったサムたちは見つけ出す
スペースブリッチの柱が移動されていたことを知る
ディセプトコンがセンチネル・プライムをワザと復活させて狙っていることに気がついたサムたちはメアリング情報管に忠告をする
オートボットたちはセンチネルを守るためにカーチェイスになる
しかしセンチネルはディセプトコンと組んでいた
そして5本の柱を盗んで消えた
センチネル・プライムは5本の柱を使うと
月から大量のディセプトコンがテレポートしてやってくる
街を破壊するディセプトコンにオートボットとNESTは戦闘をする
その頃サムはカーリーに謝罪するためにディランの屋敷を訪ねる
カーリーを取り戻すが、そこでディランがディセプトコンの手下だったことがわかる
ディランはオプティマスの計画を聞き出すためにサムに近づいた
そしてカーリーを人質に脅す
一方センチネル・プライムはサイバトロン星を復活させることだった
そのためにメガトロンと手を組んだ
メガトロンは世界にオートボットを永久追放することを要求して
ロケットでオートボットは地球外へ飛ばされることになった
サムはオプティマスに何か作戦はないのか？と探りを入れるが、オプティマスは去ることがいいとロケットが発射される
それと同時に宇宙からロケットに爆弾が落ちてロケットは粉々になる
シカゴに柱が移ったことを知ったサムはカーリーを助けるためにシカゴへ行く
メガトロンに計画はまだ終わらず、シカゴにディセプトコンを呼び出し人間を労働力として国を作ろうとしていた
それを全て知っていたディランは人間のリーダーになるために協力していた
シカゴ上空でセンチネルは柱を起動するために邪魔な街を破壊するように指示
シカゴの街は廃となっていった
サムはNESTに協力してもらいシカゴに行ったがすでに街は大破していた
シーモア・シモンズは政府にシカゴに行ったサムを救えと訴えかける
諦めないサムを助けに生き残っていたオートボットたちが駆けつける
オートボットは初めからロケットに乗ってはいなかった
「地球を見捨てない」
そしてディランの手からカーリーを助ける
カーリーは知り得たスペースブリッチの情報を政府へ伝えて追撃してという
サムとオートボットはコントローラを破壊するべくセンチネル・プライムのもとへ行く
何回も敵の襲撃を浴びて死にかけるが、オートボット、軍は協力して倒していく
そして巨大な宇宙船はサムが匿っていたディセプトコンがスイッチを破壊して沈む
その間にもセンチネルは柱を起動させる
そこへオプティマスがセンチネルを止めに入る
センチネルはディランに柱を起動させろという
それを止めに入るサム
蚊帳の外でメガトロンがふけってるのを見てカーリーは挑発して
「指導者はセンチネルね」と煽る
するとメガトロンはオプティマスと戦うセンチネルを襲い倒す
そんなメガトロンの首をオプティマスは切り倒す
サムもまたディランを倒す
そこへバンブルビーが柱を破壊してサイバトロン星は消える