Vier Jahre sind seit der Schlacht in Chicago vergangen. Die Regierung macht Jagd auf die verbleibenden Transformers, egal ob es sich nun um Autobots oder Decepticons handelt. Dabei hat man es in erster Linie auf deren Metall abgesehen und versucht daraus eigene Transformers zu bauen. Hilfe bekommt der für die Black Ops zuständige CIA Agent Attinger (Kelsey Grammar,) dabei von einem Transformers-Kopfgeldjäger namens Lockout.
Als der unter chronischer Geldnot leidende Erfinder Cade Yeager (Mark Wahlberg) einen alten Truck kauft um ihn auszuschlachten, kann er seinen Augen kaum trauen. Bei dem vermeintlichen Wrack handelt es sich um niemand geringeren als um den Anführer der Autobots – Optimus Prime. Als kurze Zeit später die Regierung vor der Haustür steht beschließt Yeager, gemeinsam mit seiner Tochter Tessa (Nicola Peltz) und ihrem Freund Shane Dyson (Jack Reynor), den Autobots zu helfen.