山姆是一个生活并不如意的书呆子类型的高中生，在学校里经常被人取笑，也没有人相信他讲述的关于曾曾祖父的眼镜的历史，失望之余，山姆把眼镜放到
网上拍卖，然而从未引起买家的兴趣。这时父亲送了一辆破旧不堪的汽车给他，这辆车恰好就是“汽车人”
大黄蜂的变形。载着山姆的大黄蜂帮助山姆交上了漂亮的女朋友，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，最后
威震天的机械躯体被沉入海底。
擎天柱不希望让地球处于无人保护的状态下任由霸天虎肆虐，于是他向山姆求助，请求他当汽车人的代言人，去说服人类让汽车人留下来。山姆拒绝了，他要上大学，想和别的普通大学生一样过正常的生活，不过他未能如愿，因为他身上的魔方碎片通过原始的能量影响着他，使他产生种种奇怪的想法和幻觉。山姆拒绝当代言人给他自己、给汽车人以及全世界都带来了严重的后果，霸天虎的领袖威震天复活了，随之而来的还有
堕落金刚，即威震天的师父。
山姆此时已经大学毕业，却又因为公司里突然发生的意外再次卷入了纷争之中。擎天柱将率领着“汽车人”继续与第二集失败后卷土重来的霸天虎作战。汽车人与“霸天虎”被卷入了美苏之间危险的
太空竞赛中，地球人山姆又一次要向他的机器人朋友们伸出援助之手。这一集中有新的变形金刚登场，包括大反派
震荡波和擎天柱的恩师
御天敌.......