军方和汽车人的秘密合作计划面临被取消的危险，而重新复活的威震天和红蜘蛛引领霸天虎军队，密谋夺取能量源，企图在地球掀起又一场腥风血雨。 　　此时主人公萨姆（希安·拉博夫 Shia LaBeouf 饰）告别相恋的女友米凯拉（梅根·福克斯 Megan Fox 饰），要开始自己梦寐以求的大学生活了，但一切似乎都不那么顺利，一块小小的魔方碎片似乎在给予萨姆某种启示。为了获取魔方里的信息，霸天虎开始了对萨姆的追击，擎天柱为了保护萨姆而牺牲，萨姆受其感召，决定重新担负起自己的使命。 　　萨姆在自己室友里奥（雷蒙·罗德里格斯 Ramon Rodriguez 饰）和“机器战士”西蒙斯（约翰·托尔托罗 John Turturro 饰）的帮助下，与女友米凯拉根据魔方碎片给萨姆的提示来到了埃及，他们在金字塔里发现了能量源。而此时，霸天虎的军队也赶到了埃及。军方此时有一小队人马也在西荤斯的要求下带着擎天柱的尸体来到了埃及，善恶双方力量在那片金色的沙漠展开了殊死搏斗。

经过多年的潜心研究，培顿博士（连姆·尼森 Liam Neeson 饰）终于研制出了人造皮肤，可是，这种人造皮肤有一个致命的弱点，那就是长时间的阳光照射会使它变质腐坏。一群歹徒盯上了佩顿博士的研究，为了得到这珍贵的发明，他们不惜炸毁了实验室。尽管培顿博士死里逃生，但他的全身皮肤严重毁损已成为了事实。 　　治疗所带来的痛苦和副作用让佩顿博士的内心充满了愤怒，怀揣着复仇的信念，他逃出了医院。利用自己所发明的人造皮肤，佩顿博士有了新的面孔，与此同时，一个新的超级英雄也就此诞生。在罪犯们的眼中，培顿博士是令人闻风丧胆的凶神恶煞，可在昔日爱人的面前，佩顿博士却感受到了久违的悲伤和痛苦。