50多年前，塞伯坦的一艘宇宙飞船坠入月球，引发了美国和苏联之间的太空竞赛。人类争先恐后地登陆月球，就是为了探索飞船残骸中的秘密。时间回到21世纪初，经过几场战斗，汽车人最终击败了霸天虎入侵，随后与人类合作，共同保卫美丽的地球。然而，切尔诺贝利发生的事件使期待已久的登月计划重新回到桌面上。为了阻止霸天虎找到能量柱作恶，擎天柱和战友们飞往月球，从飞船上救出了汽车人的祖先领袖——汽车人。于天恩是能量柱的发明者。通过将数百根能量柱聚集在一起，他可以创建一座空间桥梁，实现物质的瞬间传输。山姆（希亚·拉博夫ShiaLaBeouf饰）忙着找工作，并与女友卡莉（罗伊·胡蒂格托-惠特莉RoieHutigto-Whiteley饰）谈恋爱，不可避免地被卷入其中。发现了霸天虎控制一切的阴谋，却不知道月影背后隐藏着更大的阴谋和危机……
