聚焦一群资深雇佣兵的故事。讲述了敢死小队最后一次集结，登上外海一艘满载核弹的货轮，开展一场阻止巨轮核弹爆炸的惊天行动。

军方和汽车人的秘密合作计划面临被取消的危险，而重新复活的威震天和红蜘蛛引领霸天虎军队，密谋夺取能量源，企图在地球掀起又一场腥风血雨。
此时主人公萨姆（希安·拉博夫 饰）告别相恋的女友米凯拉（梅根·福克斯 饰），要开始自己梦寐以求的大学生活了，但一切似乎都不那么顺利，一块小小的魔方碎片似乎在给予萨姆某种启示。为了获取魔方里的信息，霸天虎开始了对萨姆的追击，擎天柱为了保护萨姆而牺牲，萨姆受其感召，决定重新担负起自己的使命。
萨姆在自己室友里奥（雷蒙·罗德里格斯 饰）和“机器战士”西蒙斯（约翰·托尔托罗 饰）的帮助下，与女友米凯拉根据魔方碎片给萨姆的提示来到了埃及，他们在金字塔里发现了能量源。而此时，霸天虎的军队也赶到了埃及。军方此时有一小队人马也在西荤斯的要求下带着擎天柱的尸体来到了埃及，善恶双方力量在那片金色的沙漠展开了殊死搏斗。

“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（希安•拉博夫 饰）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，这辆车恰好就是“汽车人”大黄蜂的变形。大黄蜂帮助萨姆交上了漂亮的女朋友（梅甘•福克斯 饰），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。

阿拉底（萨莎•拜伦•科恩 Sacha Baron Cohen 饰）是中东瓦迪亚共和国领导人。一出生，他就开始了专制的统治。他参加百米比赛，自己鸣枪自己跑，凡是跟随者统统被射杀。他视察核武器实验室，对于不合心意的科学家统统铲除。他接见外国元首，总习惯炫耀自己独特的腋臭。他每每睡过一个明星，总习惯拍张裸照存在自己的王宫。他荒淫无度，备受瞩目，用沾满了血腥的手握紧了权杖。某日，他来美国纽约参加联合国会议，却意外被牧羊人将军（本•金斯利 Ben Kingsley 饰）出卖，后者竟然找了个山寨货作了他的替代者，成立了傀儡政府。他眼看着那个脑残的李鬼在联合国大会上胡作非为，极度气愤。他来到瓦迪亚驻美大使馆前示威游行，认识了收容难民有机食物女店主（安娜•法瑞丝 Anna Faris 饰）。他隐姓埋名来到店中闹出很多笑话，后来他离店出走，意外遇到了昔日的下属，开始谋划重新夺取政权，阴错阳差之后，他爱上了那个女店主，并开始了复仇之旅……