Фильм начинается в 1987 году, когда Бамблби, автобот-спецагент, прибывает на Землю, теряет память, успевая спрятаться в виде жёлтого фольксваген-жука. Чарли Уотсон, подросток, находит эту машину в запустевшем гараже и обнаруживает, что она — трансформер.
Постепенно разгадывая тайны Бамблби, Чарли становится его союзником. Они выясняют, что на Землю направляется десептикон по имени Шаттер, чтобы ликвидировать Бамблби. В процессе погони и схватки с десептиконами, Бамблби и Чарли развивают особенную связь.
Сюжет раскрывает прошлое Бамблби, его роль в войне на Кибертроне, и почему он оказался на Земле. В конечной битве Шаттер погибает, а Бамблби, восстановив память, осознает свою миссию. Оптимус Прайм прибывает на Землю, объявляя, что автоботы будут продолжать защищать планету. Чарли и Бамблби остаются друзьями, а их приключения полны вдохновения и эмоций.