威震天被人类投入深海后，但霸天虎的余*党**仍不打算罢休。霸天虎声波找到了*用军**卫星，通过它窃取了地球上的信息。地球上，擎天柱正在与领导通话，霸天虎得知了威震天被埋葬的位置和火种源碎片的位置。
在海军基地的保险箱里，霸天虎们开始行动，发射了一只机器狗，突破了海军防线，并释放了大量的微型机器人，通过管道掉落到地面上，每个小铁球都变成了薄如刀子、酷似螳螂的霸天虎。小螳螂成功窃取了火种源的碎片，安保人员进入基地疯狂射击，但在机器狗的帮助下，两人成功将碎片带离了基地。
山姆正在收拾行李，准备去旅行，却不小心掉落了一块火种源碎片。他捡起来一看，无数信息涌入脑海，碎片烫伤了他的手，一路融化地板掉落到楼下。一瞬间，厨房里的电器都被激活，打单机、微波炉、吸尘器都变成了变形金刚。山姆被射中，从楼上跳了下来，整个花园被打翻了天。
山姆呼叫大黄蜂前来解决问题，大黄蜂出现后，解决了这群臭鱼烂虾。山姆赶紧捡起碎片，交给了前来的女友。由于新生不能开车，山姆被迫和大黄蜂分开，大黄蜂眼泪汪汪，女友蒙娜也换上了女神装备。
准备和山姆深情告别时，山姆的室友卷毛开始创业，他雇佣同学做网站，晚上一群寂寞的男孩进入派对狂欢。一个大眼妹看上了山姆，动作大胆，尺寸惊人，这样的情节简直是直男的梦想，就在这时，大黄蜂赶来了，原来擎天柱有紧急事情要找他。金发女追了上来，上了车。
好在大黄蜂中途看不下去，呲了金发女一脸，才将她赶下了车。大黄蜂带着山姆找到了擎天柱，告诉他火种源已经丢失，政府也开始不信任汽车人，认为霸天虎发起的攻击是因为汽车人的存在。擎天柱让山姆在汽车人和人类之间搭建沟通的桥梁。山姆只想好好上大学，但在一艘巨大的邮轮上，四个巨型霸天虎跳入海中，那里正是威震天被埋葬的地方。很快，这些霸天虎找到了威震天，插入了一块火种源碎片，威震天被彻底激活。威震天纵身一跃，潜水艇瞬间被毁。
