在《变形金刚》的续集中，两年过去了，英雄少年山姆·维特维奇（希亚·拉博夫饰）依然在为阻止变形金刚的战争而努力。然而，尽管他被人们尊称为英雄，但他的内心深处仍然是一个普通的青少年，对即将进入大学感到焦虑，尤其是要离开他的女友米凯拉（梅根·福克斯饰）以及第一次离开他的父母。

山姆必须向留下来守护他的变形金刚“大黄蜂”解释，他不希望他跟他去大学，因为山姆只想要过一个平凡的大学生涯。然而，为了保护地球，他必须抛开他的宿命。

在这场大战之后，第七区被政府关闭，而忠心耿耿的西蒙（约翰·特托罗饰）则被开除。一个新的单位NEST应运而生，他们利用兰诺斯中校（乔什·杜哈明饰）以及爱普斯（泰瑞斯·吉布森饰）曾经和“霸天虎”交过手的经验，和“汽车人”携手合作，避免“霸天虎”再次肆虐地球。

然而，短视的美国政府国家安全局顾问只想掌控美国所有的国防单位以及它们的力量，同时他认为NEST是无关紧要的单位，因为“霸天虎”不再构成威胁，所以打算关闭NEST。

当山姆终于摆脱父母的唠叨，来到他的宿舍寝室时，他发现室友里奥（雷曼·罗德克里兹饰）是个计算机狂热者，除了追求大学校花爱丽丝（伊莎贝尔·卢卡斯饰）之外，别无他求。这时，山姆脑海中闪现出一幕幕影像，使他开始担心自己是否会像祖父一样发疯。

山姆原本计划过一个平凡的生活，但这些突如其来的记忆打破了他的计划。他被卷入了“汽车人”与“霸天虎”的大战中，这次将影响整个宇宙的命运。山姆并不知道，这场正邪之战的关键就掌握在他手中。

但是靠着他的好友、他在NEST的战友，甚至靠着他的父母的帮忙，山姆终于接受维特维奇家族与生俱来的责任，不再逃避他必须承担的责任，也真正学会没有牺牲就没有胜利的意义。

在这场冒险中，山姆不仅要面对外部的敌人，还要面对内心的挣扎。他必须找到一种方法来保护他所爱的人和他的星球，同时也要接受自己的责任和角色。这是一个关于成长、牺牲、友情和勇气的故事。最终，山姆和他的团队能否成功阻止变形金刚的战争，拯救地球和宇宙的命运呢？