Michael Bay vuelve a dirigir a Shia LaBeouf, Megan Fox, Josh Duhamel y Tyrese Gibson, que en esta ocasión están acompañados de Kevin Dunn, Julie White, John Benjamin Hickey, Ramon Rodriguez, Isabel Lucas, John Turturro, Glenn Morshower, Rainn Wilson y Matthew Marsden.
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.
