宇宙深处，宇宙大帝的阴影笼罩着巨无霸星球。这个贪婪的机械神明正准备吞噬整个星球来获取能量。他派出手下恐惧兽军团，由凶残的天灾率领，寻找能够开启跨维度传送门的超曲速钥匙。巨无霸战士们——擎天圣、飞箭、犀牛和猎豹——带着钥匙紧急撤离，唯有元祖勇士艾派林选择留下断后。在一场惨烈的对决中，艾派林虽摧毁了天灾的冷冻兽部队，却最终不敌这个残忍的猎手。当恐惧兽们意识到钥匙已被带走时，整颗行星已在宇宙大帝的饕餮之口中分崩离析。
镜头切换到1994年的布鲁克林。退伍军人诺亚·迪亚兹正为罹患重病的弟弟的医药费发愁。一次失败的求职面试后，走投无路的他在朋友怂恿下铤而走险，潜入某公司车库准备偷盗保时捷。与此同时，博物馆实习生埃琳娜在研究一件刻有变形金刚标志的神秘雕像时，意外触发了沉睡千年的超曲速钥匙碎片。能量波动瞬间唤醒了隐匿地球的汽车人——擎天柱、大黄蜂、阿尔茜，以及那辆诺亚正准备偷走的"保时捷"：幻影。
当幻影突然自动驾驶带着诺亚逃离警察追捕时，一场令人窒息的都市飙车戏码就此展开。变形金刚们很快发现，恐惧兽军团已追踪钥匙信号降临地球。在博物馆的激烈遭遇战中，天灾一记致命攻击让大黄蜂倒在擎天柱怀中化为废铁。千钧一发之际，巨无霸战士飞箭及时出现，但钥匙半片已被夺走。
为寻找钥匙的另一半，众人前往秘鲁深山。变形金刚运输机"同温层"的空中旅程揭示了诺亚与擎天柱的相似之处——他们都是不惜一切保护家人的兄长。在印加遗迹深处，埃琳娜破译的古老符号将他们引向与当地部落结盟的巨无霸基地。然而飞箭却被天灾的黑暗能量腐蚀，最终在完全失控前请求擎天圣给了自己解脱。
火山之巅的终极决战堪称视觉奇观。复生的大黄蜂与夜莺在云端的机甲空战，擎天柱与天灾的宿命对决，以及诺亚穿着幻影牺牲自我化成的战甲冲锋陷阵——每个场景都令人血脉偾张。当擎天柱亲手扯下天灾的头颅，却发现已无法阻止宇宙大帝降临时，他毅然选择自毁钥匙。能量漩涡将宇宙大帝放逐深空，却也切断了汽车人返乡的最后希望。
尾声处，诺亚收到神秘组织"特种部队"的邀请函，而幻影的核心处理器在火花闪烁中重新启动。这个充满希望的开场，预示着地球与赛博坦生命的故事才刚刚开始......
幕后揭秘：本片完美融合了《野兽之战》动画经典元素与真人电影震撼视效。从秘鲁古印加文明遗迹到布鲁克林街头文化，人类与变形金刚的羁绊被赋予更深层的人文内涵。特别值得一提的是，幻影与诺亚的兄弟情谊通过幽默互动与终极牺牲的强烈对比，成为全片最动人的情感支线。