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，居住在得州的落魄机械发明家凯德·伊格（马克·沃尔伯格 Marky Mark 饰）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。 　　新一轮的危机卷土而来，地球面临更大的灾难……

并不遥远的未来，来自外星系的异星蜓入侵地球，造成超过一千万人死亡。危难时刻，勇敢的队长瑞克汉姆阻挡了侵略者扩张的步伐。利用这有限宝贵的时间，地球人致力寻找具有极高天赋的少年加以训练培养，以期他们能够成为挫败外星入侵者的领袖人物。身形瘦小、神色忧郁但目光无比坚定的安德·维京（阿沙·巴特菲尔德 Asa Butterfield 饰）正是这群少年中的一员，他也是国际舰队寄予厚望并重点培养的对象。经过数轮严苛的考评，安德的潜质得到战斗学校的指挥官格拉夫上校（哈里森·福特 Harrison Ford 饰）的肯定，他被上校带到了位于轨道空间站上的战斗学校，在全封闭的环境下，未来的英雄迎来新一轮的磨练……                                                                      　　本片根据美国科幻小说作家奥森·斯科特·卡德（Orson Scott Card）的原作改编。

渐渐习惯了现代生活的美国队长史蒂夫·罗杰斯（克里斯·埃文斯 Chris Evans 饰），在一次行动后隐隐嗅到神盾局内部所弥漫出来的凶险气味。而当得知神盾局正秘密进行的“洞察计划”后，他更为此感到愤怒。某天，神盾局指挥官尼克-法瑞（塞缪尔·杰克逊 Samuel L. Jackson 饰）遭到一群武装分子袭击，他拼尽全力将一支U盘交到美国队长手中，这里面藏着该局二战以来最重要且最可怕的秘密。在此之后，美国队长因涉嫌杀害尼克而遭到前局长亚历山大·皮尔斯（罗伯特·雷德福/Robert Redford 饰）的通缉和追杀，逃亡中他得到黑寡妇（斯嘉丽·约翰逊 Scarlett Johansson 饰）和退伍老兵“猎鹰”（安东尼·麦凯 Anthony Mackie 饰）的帮助。                                                                      　　他们必须争分夺秒解开神盾局的秘密，阻止“洞察计划”的施行……

凯尔·马修斯，世界防卫军的精锐狙击手，被困敌方领地——他的技能面临严峻考验：他必须对抗一整支天蓝色士兵舰队，而地狱军团一心想消灭所有人类。然而，一位美丽的天蓝色女子却被同族射杀，并被弃尸荒野。凯尔必须在自己的生命和他所要消灭的敌人之间做出选择。