美国海军陆战队法兰（艾德•哈里斯 Ed Harris 饰）将军因不满政府对退伍、战死军人及其家属的补偿和福利不满，率领部下将美军最新研制的生化武器――VX毒气弹――偷运到罗克岛，劫持了81名正在该岛观光的游客，控制了该岛。要挟美国政府48小时内支付1亿元赎金否则将杀死人质并用毒气弹袭击旧金山。
罗克岛之前曾是美国防卫最严密的监狱，易守难攻。美国政府偶然从档案中发现前英国特工梅森（肖恩•康纳利 Sean Connery 饰）曾顺利从该监狱出逃，于是他们请来了梅森，要求他30小时之内带领特种部队攻占这座“魔鬼岛”……

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。