Han pasado dos años desde que el joven Sam Witwicky (Shia LaBeouf) salvara al universo de una decisiva batalla entre dos razas de alienígenas robóticos en guerra. Pese a su extrema heroicidad, Sam sigue siendo un adolescente normal con las preocupaciones cotidianas de prepararse para ir a la universidad, dejando atrás a su novia Mikaela (Megan Fox), y separándose por primera vez de sus padres. Por supuesto, además está la carga adicional de tener que intentar explicar su partida a su amigo más reciente y robot guardián suyo, Bumblebee. El objetivo de Sam es llevar una vida universitaria normal, pero para hacerlo, deberá olvidar su destino ¿que ocurrirá?