《变形金刚3》延续前作剧情，讲述月球背面隐藏的赛博坦古船残骸成为美苏冷战时期太空竞赛的导火索。如今，汽车人与人类建立合作关系，但和平并未持续太久。擎天柱在调查中发现，坠毁飞船中竟藏有前任领袖御天敌的遗骸，而他的回归将揭开一场跨越星球的惊天阴谋。与此同时，霸天虎在威震天的带领下卷土重来，并利用御天敌作为棋子，企图通过太空桥技术将整个赛博坦星球传送至地球，实现殖民统治。山姆·维特维奇虽已告别战场，却因女友卡莉的雇主与霸天虎的暗中勾结而再次卷入危机。他必须与汽车人伙伴们一同揭露真相，阻止霸天虎的毁灭计划。影片高潮发生在芝加哥，一场人类与变形金刚的史诗级巷战全面爆发。擎天柱在绝境中领悟领袖真谛，与铁皮、大黄蜂等战友并肩作战，最终击败御天敌与威震天，拯救了地球。影片以震撼的特效场面、激烈的机器人对决和人性主题的探讨，为迈克尔·贝执导的变形金刚真人电影系列画上阶段性句点，成为该系列中极具视觉冲击力与情感张力的代表作之一。