Dois anos após a derrota dos Decepticons, com o líder deles, Megatron, imobilizado no fundo do oceano, os Autobots trabalham em uma divisão secreta do governo, onde são encarregados de eliminar os robôs inimigos que ainda restam no planeta Terra. Porém, Optimus Prime e seus amigos percebem que algo está errado quando o número de incidentes com os Decepticons começa a aumentar, tornando estas disputas cada vez mais difíceis de serem mantidas fora da mídia. Estes ainda buscam os últimos fragmentos do Allspark, única esperança de seu povo.

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Ao entrar na faculdade, o jovem Sam Witwicky(Shia LaBeouf) precisa se afastar dos pais, da namorada Mikaela (Megan Fox), e até de seu carro, o autobot Bumblebee. Enquanto arruma suas coisas para a mudança, percebe que guardou sem querer uma lasca do Allspark desde a batalha entre os robôs. O contato da substância alienígena com Sam faz com que ele detenha todo o conhecimento para a obtenção de mais energia, o que o torna o principal alvo dos Decepticons e do poderoso Fallen, robô responsável pela primeira guerra entre as duas espécies.

Com Megatron ressuscitado, e os Decepticons cada vez mais poderosos, Sam, seu colega de quarto Leo, e Mikaela, precisam de um jeito de desvendar uma série de símbolos alienígenas e, com isso, salvar suas vidas. Para isso, o grupo contará com ajudas inesperadas, como a de um velho conhecido de Sam e Mikaela. Acuados pelos Decepticons, que parecem estar cada vez mais poderosos, e com uma ajuda limitada dos Autobots e do exército norte-americano, o grupo terá que contar com a própria sorte para evitar que o Sol seja destruído e a vida na Terra extinta.

Transformers - A Vingança dos Derrotados é a continuação do longa de sucesso de 2007, baseado no brinquedo da Hasbro dos anos 80. Enquanto o primeiro filme contou com 14 robôs, a sequência tem 46 máquinas alienígenas. O filme mantém parte do elenco da primeira parte, como Shia LaBeouf, Megan Fox, John Turturro, e a direção de Michael Bay. Logo no início das filmagens, Shia sofreu um acidente de carro quando saia na noite, o que rendeu um prejuízo de US$ 200 mil diários até que ele se recuperasse.

Saiba mais sobre a franquia com os filmes Transformers (2007) e Transformers: O Lado Oculto da Lua (2011).