De Autobots en Decepticons zijn vrijwel allemaal van de aarde verdwenen nadat ze vervolgd werden door de overheid. Automonteur Cade Yeager en zijn dochter Tessa treffen echter Optimus Prime aan in hun garage. Ze krijgen daardoor niet alleen te maken met geheim agenten en een meedogenloze premiejager die hen op het spoor komen, maar tevens met een veel grotere vijand die de mensheid wil vernietigen.