Autobotterne Bumblebee, Ratchet, Ironhide, Mirage, Wheeljack og Sideswipe er tilbage anført af Optimus Prime. Det er tid til det endelige opgør med de onde deceptikoner, som er ude efter hævn. Autobotterne og deceptikonerne bliver indblandet i et farligt rumkapløb mellem USA og Rusland, der går ud på at finde et cybertron-fartøj, der er skjult på månen, og udvinde dets hemmeligheder. Endnu engang må Sam Witwicky komme sine robotvenner til undsætning.