未知の惑星から、あらゆるテクノロジー機器に姿を変えられる金属生命体が、数年前から地球に到達していた。CDプレイヤー、デジカメ、携帯電話という小さなものから、ジェット機、ヘリコプター、車などの乗り物まで、多種多様なマシンに変身していた彼らに、やがて目的を果たす時が近づく。灼熱のカタールやアメリカの都市、さらにエアフォース・ワンの機内で、想像を絶するトランスフォーム現象が始まり、彼らは見たことのないロボット状の形へと変身。立ち塞がる人類に容赦ない攻撃を開始した。そして彼らは、アメリカのとある地方都市に住む16歳の少年の存在を知る。彼の名前はサム（シャイア・ラブーフ）。サムの祖先は南極で失明した探検家で、金属生命体たちが捜し求めている秘密の一端を手にしていたのだった。そんなことを知らないサムは、お目当ての同じ高校の女子、ミカエラ（ミーガン・フォックス）をオンボロのスポーツカーで不器用に誘って失敗したりなど、呑気な日常を送っていた。だがその日の夜、彼のスポーツカーは突然巨大ロボットに変身。FBIやペンタゴンすらも歯が立たない激しい攻撃の中で、冴えない高校生のサムは、人類の危機を救うため奔走することになるのだった。