Die Filmhandlung setzt zwei Jahre nach dem Ende des ersten Teils ein. Die Autobots haben sich mit den US-Soldaten, darunter auch Lennox und Epps, verbündet und arbeiten nunmehr in einem geheimen Einsatzkommando namens NEST zusammen, die dem Oberkommando der US-Streitkräfte untersteht, jedoch auch Soldaten aus anderen Ländern beteiligt. Offiziell hält die US-Regierung die Existenz der Transformers nach wie vor geheim. Zu Beginn des Films spürt NEST in Shanghai die beiden Decepticons Demolishor und Sideways auf und vernichtet diese. Kurz bevor er von Optimus Prime getötet wird, gibt Demolishor noch den kryptischen Hinweis, dass „The Fallen“ auferstehen wird.
Sam Witwicky bereitet sich indessen für seinen Umzug auf den College-Campus vor. Da er als Erstsemester kein Auto besitzen darf, will er Bumblebee in der Garage seiner Eltern zurücklassen...
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