Desde a batalha entre Autobots e Decepticons em Chicago se passaram alguns anos. Por questões de segurança, eles foram expulsos do planeta pelos humanos, que não precisam mais de ajuda. Surge então Cade (Mark Wahlberg), um mecânico que tenta ganhar dinheiro vendendo peças de veículos antigos. Entre eles está um caminhão abandonado, que, para a surpresa de Cade, é Optimus Prime. Ao trazer o autobot de volta à vida, Cade e sua filha Tessa (Nicola Peltz) passam a ser perseguidos pelas autoridades americanas, que desejam extinguir os robôs alienígenas.