“霸天虎”的先遣部队旋风和毒蝎袭击了美军位于卡塔尔的军事基地，与此同时，路障帮助他的搭档迷乱潜入了美国总统的座机空中一号，通过电脑获悉，要想找到威震天就必须找到维特维奇家族的那副眼镜，上面有威震天关于能量块的信息扫描，而它现在的拥有者萨姆•维特维奇（希安•拉博夫饰）成为了“霸天虎”攻击的目标。　　萨姆是名高中生，学校里没有人相信他讲述的关于这副眼镜的历史，失望之余，萨姆把眼镜放到网上拍卖，然而从未引起买家的兴趣。这时父亲送了一辆破车给他，这辆车恰好就是“汽车人”大黄蜂的变形。大黄蜂帮助萨姆交上了漂亮的女朋友（梅甘•福克斯饰），但很快就遭遇了“霸天虎”的袭击，擎天柱带着其他“汽车人”赶到，一场机器人大战由此拉开了序幕。

疯狂的科学家弗兰肯斯坦（Aden Young 饰）用不同的尸体部分创造了科学怪人亚当（艾伦·艾克哈特 Aaron Eckhart 饰），可却失去了对方的信任。亚当在埋葬了弗兰肯斯坦后，遭到可怕的恶魔们的袭击。关键时刻，他被一群神秘战士救下，对方是鲜为人知的夜行神龙族，长 久以来一直和可怕的炼狱恶魔作战。在女王莲诺尔（米兰达·奥图 Miranda Otto 饰）的请求下，曾经憎恨人类的亚当加入了剿灭恶魔的战团。此后两百多年，他在世界各地流浪，只为先下手为强，除掉恶魔的头目纳贝流士王子（比尔·奈伊 Bill Nighy 饰）。                                                                      　　天使和恶魔的全面战争拉开序幕，亚当起着举足轻重的作用……

塞博坦星内战如火如荼，在危机时刻，擎天柱将大黄蜂派往地球，等待重新建立基地的时机。此后，大黄蜂降落在1987年的加州，谁知不仅先遭到特工杰克·伯恩斯（约翰·塞纳 John Cena 饰）的围捕，更被尾随而来的霸天虎成员殴至重伤，失去了声音的同时还丧失了记忆。另一方面，正 在叛逆期的少女查莉·沃特森（海莉·斯坦菲尔德 Hailee Steinfeld 饰）阴差阳错得到了变形成大众甲壳虫的大黄蜂，双方相互试探，进而成为亲密无间的好朋友，同时也闹出了不少的笑话。好景不长，霸天虎成员粉碎和反弹球追至地球，他们先是骗取美国政府的信任，通过卫星网络找到大黄蜂的踪迹，之后更企图将霸天虎大部队召唤到这里。                                                                      　　逐渐恢复记忆的大黄蜂，决心凭借一己之力保护新朋友和这个美丽的蓝色星球……

具有特殊能力的一群变种人组成了一个维护世界的小组——X战警小队。成员包括能吸收对方能力的淘气、双眼能放致命射线的镭射眼（詹姆斯·麦斯登（James Marsden饰）、能随意控制气候的暴风女（哈莉•贝瑞 Halle Berry 饰）、具有隔空取物和心电感应能力的琴葛蕾（法米克•詹森 Famke Janssen 饰）…… 不久，金刚狼（休•杰克曼 Hugh Jackman 饰）也出现了。不过金钢狼脾气暴躁、独来独往，X战警小队想极力拉拢他加入队伍，无奈孤傲的金钢狼一时也没有答应。与此同时，能控制一切金属的万磁王此时也在极力拉拢金钢狼，X战警小队不仅要费尽心思对付万磁王，还要小心亦正亦邪的金钢狼。他们能否取得最后的胜利？