Pada tahun 2035, di mana robot adalah tempat umum dan mematuhi tiga hukum robotika, seorang polisi techno-phobic menyelidiki insiden bunuh diri. Karena merasa curiga kepada robot yang mungkin bertanggung jawab atas kematian itu, hasil penyelidikannya membuatnya percaya bahwa manusia mungkin dalam bahaya.

Saat mobil pertama Sam Witwicky ternyata robot alien yang bisa berubah wujud, ia pun menjadi sosok penting dalam pertarungan menyelamatkan Bumi dari para Decepticon keji.

Kota manusia Zion mempertahankan diri dari invasi besar-besaran mesin saat Neo berjuang untuk mengakhiri perang di front lain sekaligus melawan Agen Smith.