距今50多年前，一艘来自赛博坦的飞船坠落月球，由此引发了美苏两国的太空比赛。人类争相登上月球，只为一探飞船残骸中的秘密。时间回到21世纪初，通过几番征战，轿车人终于挫折霸天虎的入侵，继而与人类协作，共同捍卫美丽的地球。但是发生在切尔诺贝利的事件却将尘封已久的月球方案重新摆到桌面。为了避免霸天虎找到能量柱为非作歹，擎天柱与战友飞赴月球，更从当年的飞船中救出了轿车人的先代领导者——御天敌。御天敌是能量柱的发明者，将上百根能量柱调集在一起便可制造太空桥，实现物质的瞬间传送。 　　忙着找工作以及和女友卡莉（罗茜·汉丁顿-惠特莉Rosie Huntington-Whiteley 饰）运营爱情的山姆（希亚·拉博夫 Shia LaBeouf 饰）无可避免地卷进其间，他逐渐发现霸天虎的操纵一切的诡计，却不知更大的诡计和危机躲藏在那月影背面……