Menneskeheden ligger i krig med de kolonorme, formskiftende rumrobotter Transformers. For at redde vores verden må opfinderen Cade Yeager alliere sig med den unge autobot Bumblebee, den engelske astronom Sir Edmund Morton og Oxford-professoren Viviane Wembley. Sammen graver de i fortiden for at finde nøglen til, hvorfor Transformers bliver ved med at vende tilbage til vores planet.