Året er 1987, og tenåringen Charlie (Hailee Steinfeld) kommer over en gul boble på en skraphaug i nærheten. Hun tar bilen med hjem for å sette den i stand, men oppdager raskt at det skjuler seg noe helt unikt bak karosseriet; Transformeren "Bumblebee". Bumblebee er på flukt fra forfølgere, men skadet og uten minne om hva han rømmer fra eller hvorfor. Charlie har akkurat fylt 18 år og prøver å finne sin plass i verden. De to danner et uventet vennskap, og setter sammen ut på et eventyr ingen av dem kunne ha forutsett...