La película está protagonizada por Hailee Steinfeld, John Cena, Jorge Lendeborg Jr.

Esta es la primera película en la franquicia que no es dirigida por Michael Bay, aunque sigue actuando como productor.

Durante 1987, Bumblebee, un explorador "Autobot" encuentra refugio en un depósito de chatarra en una pequeña ciudad en California.

En el planeta Cybertron, los Autobots, entre ellos Ratchet, Ironhide, Brawn, Arcee, Cliffjumper y Wheeljack, liderados por Optimus Prime, están a punto de perder la Gran Guerra Cybertroniana contra sus enemigos, los Decepticons.

B-127 llega sólo a la Tierra en el año 1987, aterrizando en California e interrumpiendo un ejercicio de práctica realizado por "Sector 7", una agencia gubernamental militar secreta de Estados Unidos que supervisa la actividad extraterrestre en la Tierra.

Cuando B-127 se niega a revelar el paradero de Optimus, Blitzwing arranca a regañadientes su caja de voz y daña su memoria, dejándolo mudo y sin memoria.

Shatter pregunta la ubicación de Optimus pero Cliffjumper replica que él es el lugarteniente de la resistencia y que no les dirá nada, Dropkick lo apuñala justo cuando llega la señal de B-127, parte a la mitad a Cliffjumper y se dirigen hacia la Tierra.

El joven agente Simmons descubre la señal de los Decepticons y se lo informa a Jack Burns.

Bumblebee es capturado mientras Charlie y Memo son devueltos a casa.

Bumblebee recupera la memoria y sus habilidades para la batalla, lucha contra Dropkick, lo ata a unas cadenas y destruye a Dropkick, mientras Charlie desactiva el faro Decepticon, Shatter enfurecida la persigue.

Al darse cuenta haberse equivocado con Bumblebee, Burns les da tiempo para escapar antes de la llegada del ejército, llamando a Bumblebee como "soldado" y saludandolo militarmente.

Charlie y Bumblebee llegan a un acantilado dominando el puente Golden Gate, donde Charlie, al darse cuenta de que Bumblebee tiene un propósito mayor en la Tierra, se desgarra llorando con él.

Después de decir adiós, Bumblebee escanea un Chevrolet Camaro 1977, se convierte en una copia de ese auto y se aleja, conduciendo por el puente Golden Gate junto a un camión con un tráiler (Optimus Prime), mientras Charlie regresa con su familia y Memo se reúne con ella.

Los decepticons Starscream, Skywarp, Thundercracker y Dirge aparecen en papeles sin diálogos.

se unió al elenco como el líder masculino de la cinta.

[27]​ En enero de 2019, John Cena expresó interés en retomar su papel en una secuela.

[28]​ La escritora Christina Hodson dijo que "[ella] sabe a dónde [quiere] ir con el próximo".

[32]​ Más tarde, en noviembre del mismo año, Steven Caple Jr.