Dois anos após a batalha entre os Autobots e os Decepticons, Sam Witwicky (Shia LaBeouf) enfrenta a ansiedade de entrar na faculdade. Isto significa que ele terá que morar separado de seus pais, Judy (Julie White) e Ron (Kevin Dunn), deixar a namorada Mikaela Banes (Megan Fox) e ainda explicar a situação ao seu amigo e protetor Bumblebee, já que pretende levar uma vida normal de agora em diante. Paralelamente o governo desativa o Setor 7, resultando na demissão do agente Simmons (John Turturro).