Fire år efter slaget mellem de gode Autobots og de onde Decepticons, der jævnede Chicago med jorden, har den amerikanske regering sat jagten ind på Transformers-robotterne, så USA igen kan blive et trygt sted at leve. De få tilbageværende Transformers gemmer sig for myndighederne, men opfinderen Cade Yeager og hans datter Tessa finder ved et tilfælde robotten Optimus Prime. Nu får de både den amerikanske regering og en Decepticon-dusørjæger på nakken, samtidig med en ukendt, men ældgammel Transformers-race dukker op. Nu er det op til Cade, Tessa, Optimus Prime og hans Autobots at stoppe både menneskelige og intergalaktiske fjender.
