在一个动作电影的拍摄现场，滑车救了一些参加汽车特技演出的司机，于是导演在工作室给他找了份工作。在一次与霸天虎进行战斗后，滑车还来不及从汽车变身回人身56.，他的汽车模样得到了赏识和接受。不仅如此，他的汽车人伙伴们也都在电影里出演特技汽车。就在这时，挽歌在塞伯坦上千斤顶的工作室内偷来了一批神秘的物品并经太空桥回来，谁知却失控掉到工作现场来。喷气机和冲锋寻回了挽歌和那批物品，谁知这一切意外地被电影摄制队拍摄了下来。威震天命令霸天虎要保守物品的秘密不让汽车人知道。他自己则潜入工作室去偷底片，滑车骗威震天说他已经被导演看中并能出演一部电影的主要角色，而事实上却是另一个与汽车人一起演出不太重要的角色。

对汽车人在公路上的优势感到十分沮丧的威震天偷来了几辆汽车，并把它们改造成变形金刚，命名为“飞虎队”。但是因为没有人工电脑所以飞虎队无法正常工作，因此威震天就把它们带到塞伯坦上，因为在那的一台超级电脑威托能赋予他们思考的能力。擎天柱带着汽车人以及钛师傅抢先威震天一步到达电脑威托的所在地——塞伯坦的中心。在那儿，他们碰上了威托的守卫——先驱派机器人，他们被威震天重新设置了程序并对付汽车人。汽车人逃脱先驱派的追捕，但是威震天已经启动了威托并使飞虎队有了思想，而汽车人则留在塞伯坦上对付先驱派。

由于威震天偷走了启动超级电脑威托的钥匙，钛师傅为了能给飞行太保生命只有牺牲自己与超级电脑合并。但是回到地球后的飞行太保却认为人类不值得保护并离开了汽车人之列，威震天意外地发现钥匙的秘密，这样他能把地球变成另一个钢铁塞伯坦。但擎天柱和汽车人赶到攻击霸天虎，及时阻止了威震天的计划。这时，银剑提醒弹弓他们的生存完全是汽车人给的，飞行太保终于改变了想法并赶忙帮助汽车人，但他们却碰上了又飞虎队合体组成的飞天虎，威震天带着钥匙逃上了天空去。而克服了惧高症的银剑穷追不舍，，最后终于都毁掉了钥匙。

银剑和弹弓正停在一个中东停机场等待修理，就在这时，他们被一群由阿里领导的阿拉伯人连同一批货物一起抢走。阿里偷飞机是为了组织自己的空军，他和威震天合作，并在被废了的王子哈森的宫殿里居住。哈森王子只有12岁，他和坏掉了的飞机成了好朋友，并帮助他们免遭暴露身份的危险。其他的飞行太保找到了银剑和弹弓的位置，并包围了哈森的宫殿救出了银剑和弹弓，但他们碰上了威震天的最新武器——长着翅膀的机器人，他们飞上天空去与飞行太保展开了最后的战斗。飞行太保组合成大无畏并击毁了那只长着翅膀的怪物，并把威震天和阿里打得落荒而逃，哈森也恢复了他王子的身份并顺理成章地住进了他的宫殿。

飞行太保霸天虎的当，并被威震天新的时光机送回了900万年前的塞伯坦。在那儿，飞行太保和年轻人欧里昂帕斯成了朋友，他给他们介绍了塞伯坦的黄金时代，欧里昂上了年轻时候的威震天的当，告诉了他能源仓库的位置，塞伯坦上一场灾难性的内战爆发了。为了阻止威震天，欧里昂差点被毁，但钛师傅把它重新组合成了新一代的变形金刚——擎天柱！年轻的擎天柱与威震天展开了斗争，而飞行太保则设置一系列的爆炸来帮忙。回到现在，汽车人启动时光机把飞行太保带回现在，汽车人们都急切的追问飞行太保想知道塞伯坦的情况，飞行太保要他们问擎天柱，因为他知道所发生的一切。

汽车人参加了尤罗芭3000汽车大赛，这是一个从伦敦到土耳其的跨洲大赛。威震天命令飞虎队把汽车人撞出比赛，因为终点线离他让建筑派挖掘“杰胡丁之珠”的地方太近了。擎天柱被告知那颗著名的明珠原是古波斯的护身符，根据传说，它有聚集能量的威力。汽车人赢得了大赛后加速来到霸天虎的挖掘现场，结果却发现来得太晚了。霸天虎已经挖出了“杰胡丁之珠”，并已酿成大祸，造成了大气的混乱。后来一个参赛选手故意把他的车开往悬崖，并坠毁到飞天虎的脸上，整个世界才获救。“杰胡丁之珠”继而被毁灭，而汽车人也把他们获得的两千万美元奖金全部捐给了慈善机构。