Junto con otros muchos, cuatro niños son raptados por James Whitley (Paul Sorvino), un psicópata que ha perdido por completo la cordura. Su objetivo de reunir a los niños huérfanos con sus padres fallecidos se viene abajo cuando los cuatro chicos escapan y él es arrestado. Veinte años más tarde, Whitley se escapa de su celda tras producirse un incendio en la prisión que le albergaba, y decide intentar terminar la misión que empezó tiempo atrás. El detective Larson (Doug Jones), una de sus víctimas y ahora renombrado policía, es apartado del caso por tener implicaciones personales en el mismo, dejando así a su compañera y amante, la detective Shotwell (Mira Sorvino), como única encargada de resolver el caso. Sin embargo, Larson decide intentar dar caza al psicópata por su propia cuenta para caer en la misma trampa de la que escapó siendo un niño.

Dos años después de derrotar a los Decepticons, las vidas de Sam y los Autobots han cambiado mucho. Mientras Sam se prepara para ir a la universidad, sus amigos robots se han integrado en una fuerza de élite que captura a enemigos renegados. Pero todo cambia con la llegada de un malvado enemigo que, con un enrevesado plan, planea un nuevo alzamiento de los Decepticons. La humanidad vuelve a estar en peligro, y Sam y los Autobots tendrán que formar una vez más equipo para salvarla.