影片围绕着一个男人和一个女人分别展开,男人是某组织的头号目标人物,而女人则处在生命的尽头。。未来世界,人类世界科技高度发达,人工智能机器人的研发得到前所未有的进展。在荷兰的阿姆斯特丹,一对情侣发生了争吵。青年汤姆托言向往太空遨游,西莉亚则大骂这个负心男孩,指责他无法接受她的机械手臂和智能机器人身份。这一事件,让整个世界的命运发生巨变。此去经年,以西莉亚为代表的智能机器人统治了全世界,人类文明几近毁灭。在城市的某个角落,反抗组织的人类研发了时光机,他们找到已经变成老翁的汤姆,希望他回到过去,对西莉亚做出合理的解释,以改变这残酷的未来。
与此同时,感知到什么的机器人军队开始进攻他们的基地……。“霸天虎”的先遣部队旋风和毒蝎袭击了美军位于卡塔尔的军事基地,与此同时,路障帮助他的搭档迷乱潜入了美国总统的座机空中一号,通过电脑获悉,要想找到威震天就必须找到维特维奇家族的那副眼镜,上面有威震天关于能量块的信息扫描,而它现在的拥有者萨姆•维特维奇成为了“霸天虎”攻击的目标。
萨姆是名高中生,学校里没有人相信他讲述的关于这副眼镜的历史,失望之余,萨姆把眼镜放到网上拍卖,然而从未引起买家的兴趣。这时父亲送了一辆破车给他,这辆车恰好是由汽车人大黄蜂变形而来。大黄蜂帮助萨姆交上了漂亮的女朋友,但很快就遭遇了“霸天虎”的袭击,擎天柱带着其他“汽车人”赶到,一场机器人大战由此拉开了序幕。。