Im Jahr 1987 landet der Transformer B-127 auf der Erde, da ihn Autobot-Anführer Optimus Prime dorthin geschickt hat, nachdem der Kampf um Cybertron endgültig verloren schien. B-127 soll auf der Erde schon einmal eine Basis aufbauen. Der Transformer gerät kurz nach der Landung jedoch nicht nur mit einer Gruppe von Soldaten um Burns (John Cena) aneinander, sondern auch mit dem Decepticon Blitzwing. Mit letzter Kraft und schwer beschädigt gelingt ihm die Flucht. B-127 tarnt sich als VW-Käfer und landet schließlich auf einem Schrottplatz einer kleinen kalifornischen Küstenstadt. Dort stößt die rebellische 18-jährige Schülerin Charlie (Hailee Steinfeld) auf den getarnten Autobot. Als sie den vermeintlichen Käfer zu Hause reparieren will, stellt sie fest, dass es alles andere als eine alte, verrostete Schrottmaschine ist. Es dauert nicht lange und Charlie kommt hinter B-127s Geheimnis und es entwickelt sich eine enge Freundschaft zwischen dem Mädchen und der von ihr Bumblebee getauften Maschine...