50多年前,塞伯坦的一艘宇宙飞船坠毁在月球上,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。为了防止霸天虎发现能量柱作恶,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……