Charlie (Hailee Steinfeld) lebt in einer kleinen kalifornischen Stadt und ist gerade 18 geworden. Zum Geburtstag sucht sie sich bei einem Gebrauchtwagenhändler einen heruntergekommenen gelben VW Käfer aus. Doch kaum hat sie ihn zu Hause in die Garage gestellt, entpuppt sich dieser als ein Transformer, der sich auf der Erde versteckt hält. Zunächst freunden sich Charlie und ihr neuer Freund Memo (Jorge Lendeborg Jr.) langsam mit dem stummen Autobot an, den Charlie auf den Namen Bumblebee getauft hat. Doch schon bald ziehen dunkle Wolken am Horizont auf: Denn die beiden bösen Decepticons Shatter (Stimme im Original: Angela Bassett) und Dropkick (Justin Theroux) sind Bumblebee auf der Spur, der dem Bürgerkrieg zwischen Autobots und Decepticons auf ihrer Heimatwelt Cybertron entflohen ist. Und auch eine Truppe von Soldaten unter dem Kommando von Agent Burns (John Cena) ist hinter dem gelben Transformer her…