Vào năm 484 sau Công nguyên, Merlin tìm thấy Hiệp sĩ Iacon, một nhóm Người biến hình đang ẩn náu trên Trái đất, tìm kiếm sự giúp đỡ của họ để hỗ trợ Vua Arthur và các hiệp sĩ của ông. Họ đưa cho anh ta một cây quyền trượng và giúp Arthur đánh bại quân Saxon, nhưng cảnh báo Merlin hãy giấu cây quyền trượng.
Ở hiện tại, năm năm sau sự cố ở Hồng Kông, [a] Optimus Prime đến tàn tích của Cybertron và gặp nữ thần điên cuồng Cybertronian Quintessa, [b] người đã tẩy não anh ta thành Nemesis Prime, và gửi anh ta đến Trái đất để lấy quyền trượng của Merlin , để khôi phục hành tinh bằng cách lấy lõi năng lượng của Trái đất.
Trên Trái đất, một lực lượng đặc nhiệm bán quân sự mới được gọi là Lực lượng phản ứng Transformers (TRF) tiếp tục săn lùng Transformers, trong khi một số quân nhân Hoa Kỳ của lực lượng này, bao gồm Đại tá William Lennox và Tướng Morshower, miễn cưỡng chống lại hành động của lực lượng này. Cade Yeager, một đồng minh của Autobots, giấu những người tị nạn Transformer trong bãi phế liệu của mình. Tại Chicago bị chiến tranh tàn phá, Cade và Bumblebee gặp người nhặt rác Izabella và người bạn Transformer của cô, Sqweeks, trước khi chạm trán với Transformer đang hấp hối, người đưa cho họ một lá bùa hộ mệnh. TRF đối mặt với Cade để yêu cầu vị trí của Autobots, nhưng bị chặn lại bởi Bumblebee, Lennox và Hound.
Megatron, đã từ bỏ danh tính Galvatron của mình, [a] các Decepticons còn lại của anh ta, và chính phủ Hoa Kỳ biết được giá trị của lá bùa và miễn cưỡng hợp lực để lấy nó và theo dõi Bumblebee đến bãi phế liệu của Cade. Trong khi Autobots chống lại Decepticons, Grimlock và Dinobots phục kích một đoàn xe TRF trong khi Cade, trợ lý của anh ta là Jimmy, Izabella và Sqweeks đối phó với một bầy máy bay không người lái TRF được gửi đến sau họ. Cogman, một Transformer có kích thước bằng con người, xuất hiện và mời Cade đến Vương quốc Anh để gặp chủ nhân của mình, Ngài Edmund Burton, người có liên hệ với Transformers. Burton yêu cầu một Transformer khác, Hot Rod, tìm Viviane Wembly, giáo sư Đại học Oxford.
Burton giải thích với Cade, Viviane và Bumblebee rằng Transformers đã sống giữa nhân loại trong nhiều thế kỷ, sự tồn tại của họ từng được bảo vệ bởi một hội kín có tên là Order of Witwiccans, trong đó anh ta là thành viên cuối cùng còn sống. Lá bùa có thể dẫn đến quyền trượng của Merlin, được chôn trong một phi thuyền Cybertronian dưới đáy biển. Viviane được tiết lộ là hậu duệ trực tiếp của dòng máu Merlin và là người duy nhất có thể kích hoạt quyền trượng. Chính quyền địa phương, MI6 và TRF của Anh phát hiện ra họ, buộc họ phải bỏ chạy. Lần theo manh mối, trong khi trốn tránh những kẻ truy đuổi, cả nhóm tiến đến Bảo tàng Hải quân Hoàng gia, nơi họ chỉ huy tàu ngầm HMS Alliance, cũng là một Transformer, để tìm con tàu vũ trụ trong khi TRF và Lực lượng đặc nhiệm SEAL của Hải quân Hoa Kỳ bám đuôi họ.
Burton liên lạc với Seymour Simmons, cả hai đều biết rằng Trái đất là Unicron, và nhân viên sẽ hút cạn sự sống của hành tinh thông qua một điểm truy cập dưới Stonehenge. Định vị được con tàu, Cade và Viviane tìm thấy ngôi mộ của Merlin khi Viviane kích hoạt cây quyền trượng bị chôn vùi của Merlin, đánh thức các Hiệp sĩ của Iacon. TRF và Navy SEALs phục kích Cade và Viviane và lấy quyền trượng, nhưng buộc phải giao nó cho Optimus, người đã đến để lấy quyền trượng. Bumblebee, Cade và Lennox giao chiến với Optimus, trong đó Bumblebee nói bằng giọng nói của anh ấy lần đầu tiên sau khi anh ấy được trao một hộp thoại dự phòng, khuấy động ký ức của Optimus và giải phóng anh ấy khỏi sự kiểm soát của Quintessa. Decepticons phục kích Optimus và Cade và đánh cắp quyền trượng. Các hiệp sĩ đến để hành quyết Optimus, nhưng nhượng bộ Cade và tham gia cùng con người và các Autobot khi thấy lá bùa hộ mệnh của Cade biến thành Excalibur. Burton cố gắng ngăn Megatron kích hoạt quyền trượng ở Stonehenge, chỉ để bị nổ tung.
Khi phần còn lại của Cybertron tàn phá Trái đất, Autobots, Dragonstorm và con người, hiện đang làm việc với TRF đã được cải tổ, tiến hành một cuộc tấn công trực tiếp vào Cybertron để đánh bại Decepticons, Megatron và Quintessa. Trong trận chiến, Viviane loại bỏ quyền trượng và dừng dịch chuyển. Optimus đánh bại Megatron trong khi Bumblebee dường như đã giết Quintessa. Khi cả hai thế giới đã được cứu nhưng giờ đã gắn liền với nhau, các Autobot rời Trái đất để xây dựng lại Cybertron.
Trong khi đó, Quintessa, người sống sót sau trận chiến, cải trang thành người và tiếp cận một nhóm các nhà khoa học đang kiểm tra một trong những chiếc sừng của Unicron và đề nghị họ cách tiêu diệt anh ta.
