斯塔克军火公司是美军在全球范围内第一大军火供应商，其新任掌门人托尼·斯塔克风流倜傥，天资聪颖。他与公司元老俄巴迪亚·斯坦合作无间，共同将斯塔克公司的业务推向顶峰。现实生活中的托尼热衷收集名贵跑车，搞点儿发明创造，当然露水姻缘更不可少。所幸他身边有维吉尼亚·波茨这样的好助手细心打理一切，才让他能自由自在过着贵公子的生活。在前往中东为军方展示新型武器的途中，托尼一众遭到恐怖分子袭击。他被弹片击中险些丧命，在英森博士的帮助下，托尼体内移植了一颗核动力的人工心脏。恐怖分子要求托尼制造强大的杀伤性武器，他和英森虚与委蛇，暗中制造了一套由聚变能源驱动的钢铁盔甲。穿上盔甲托尼大闹恐怖分子的基地，回到美国后又对其进行了改进。却不知，接下来有更为黑暗的阴谋等着他……

故事将延续上一部剧情，多米尼克与莱蒂共度蜜月，布莱恩与米娅退出了赛车界，众人的生活渐趋平淡，而神秘女子Cipher的出现却打乱了所有平静，她引诱多米尼克走上犯罪道路，令整个队伍卷入信任与背叛的危机，生死患难的情义面临瓦解崩溃，前所未有的灾难考验着飞车家族。

故事发生在多米尼克和布莱恩重获自由一年多后，他们摆脱暗无天日的亡命生活，却发现这个家脱离现实。多米尼克忙着和莱重新培养感情，布莱恩则努力跟米娅和儿子适应郊区生活，泰吉和罗曼倒是实现花花公子的梦想，大肆庆祝得来不易的自由。可怕的是，他们都没发现危机伺伏。英国特种部队杀手伊恩·肖，正准备为弟弟欧文·肖报仇。东京的韩哥先遭到谋杀，洛杉矶的卢克·霍布斯紧接遭暗算。伊恩·肖炸了多米尼克的家。那个家是玩命团队重获自由后，全家人所重返的避风港。多米尼克只好请求美国特种部队的协助。这些英雄们打算重操旧业，为美国政府夺回聪明的追踪装置，此装置可以帮他们找到伊恩·肖的下落，以免家人再度遭到毒手。

在完成了无数任务，克服了各种不可能的困难之后，唐老大和他的家族以智慧、勇气和速度过五关斩六将，打败了一路上的所有敌人。如今，他们面对的是一名危险至极的对手：这个从过往阴影中浮出水面的具有致命威胁的人物，誓要报血海深仇，决心破坏这个家族，彻底摧毁唐老大所热爱的一切及其至亲至爱之人。

当年那场惨烈的芝加哥大战，汽车人虽然成功击退了霸天虎的入侵，却也让地球人对他们失去了应有的信任与尊重。由美国中情局组建的“墓风”部队对所有的变形金刚进行无差别的猎杀，一时间汽车人和霸天虎全都在地球不见了踪影。某天，居住在德州的落魄机械发明家凯德买回来一辆破旧的卡车车头，谁知那竟是处在休眠中的汽车人首领擎天柱。嗅到气息的墓风部队蜂拥而至，苏醒后的擎天柱救走了凯德一家，也和散落在各个角落的汽车人相继取得联系。另一方面，疯狂的人类科学家从变形金刚的残骸中获知了他们变形的秘密，并企图借此制造出人造金刚，而脱胎自威震天的惊破天正是他们的得意作品以及催命死神。