Прошло два года с момента масштабного столкновения автоботов и десептиконов в Мишн-Сити. Зло вроде бы побеждено, останки Мегатрона — лидера десептиконов — затоплены на дне Марианской впадины. Отряд автоботов во главе с Оптимусом Праймом получил масштабное пополнение и был объединён вместе с людьми Леннокса — теперь уже майора — в специальное подразделение под названием «NEST» (Networked Elements: Supporters and Transformers), которое базируется на острове Диего-Гарсия и занимается обезвреживанием оставшихся на планете десептиконов.

В основе сюжетной завязки третьего фильма лежат реальные события — первая высадка космонавтов на Луне 20 июля 1969 года. В космическую гонку между СССР и США оказались втянуты инопланетные роботы-автоботы[5], которые под руководством Сентинела Прайма после поражения в войне с десептиконами, бежали с Кибертрона — родной планеты роботов. Звездолёт автоботов разбивается на обратной стороне Луны. Узнав об этом, президент Кеннеди отдаёт приказ готовить высадку на Луне. Получив секретный приказ, американские астронавты, высадившиеся на Луне, уходят в радиомолчание, обследуют разбитый звездолёт и находят на борту тела роботов.