追い詰めたバーンズらは、B-127から敵ではないと言われる。
そこに”F-4 ファントムII”が現れ、空軍ではないと言うB-127は、逃げるよう指示する。
攻撃したディセプティコンのブリッツウィング（デイビット・ソボロブ）はトランスフォームし、B-127に襲い掛かる。
ブリッツウィングは、B-127が仲間の場所を言わないために、発声装置を壊し崖から突き落とす。
死刑を宣告されたB-127は、反撃してブリッツウィングを破壊する。
傷ついたB-127は障害が発生していることを確認してその場を去り、負傷しながらも無事だったバーンズは、その姿を見つめる。
湖に着いたB-127は倒れ込み、記憶コアが機能停止する。
B-127は、キャンプ場に停車していた1967年型”フォルクスワーゲン・ビートル/タイプ1”をスキャンしてシャットダウンする。
高校生のチャーリー・ワトソン（ヘイリー・スタインフェルド）は、亡き父（ティム・マーティン・グリーソン）と共に獲得した飛び込み大会のトロフィーを捨ててしまう。
母サリー（パメラ・アドロン）とボーイフレンドのロン（スティーヴン・シュナイダー）との関係にウンザリするチャーリーは、18歳の誕生日を明日に控えて車が欲しいことを母に伝える。
500ドルあれば修理中の”コルベットコルベット/C1”が乗れるようになると話すチャーリーだったが、サリーから、看護師の給料では無理だと言われる。
明日、就職出来たらパーツを買ってあげると言うロンに、現金が欲しいと伝えたチャーリーは、サリーから、起きて来た弟のオーティス（ジェイソン・ドラッカー）を空手教室に送ることを指示される。
その後、カーニバルでバイトをしていたチャーリーは、自分に惹かれている隣人のギレルモ“メモ”グティエレス（ホルヘ・レンデボーグJr.）に声をかけられるものの無視する。
ドリンクを運んでいたチャーリーは、クラスメイトのトリップ・サマーズ（リカルド・ホヨス）とぶつかってしまう。
トリップのガールフレンドのティナ（グレイシー・ドジーニー）にからかわれたチャーリーは、裕福な彼女が”BMW”に乗っていることを知り苛立つ。
その後、ハンク（レン・キャリオー）のボート修理工場に向かったチャーリーは、いつものようにパーツをもらおうとする。
古いビートルを見つけたチャーリーは興味を持ち、キーがついていたために始動してみる。
その瞬間に信号が宇宙に伝わる。
土星の衛星。
オプティマス・プライムを捜すディセプティコンのシャッター（アンジェラ・バセット）とドロップキック（ジャスティン・セロー）は、オートボットのクリフジャンパー（アンドリュー・モルガド）を痛めつける。
B-127の信号をキャッチしたシャッターとドロップキックは、クリフジャンパーを破壊して地球に向かう。
ハンクからパーツを譲ってもらい、ビートルのことを気にしながら帰宅したチャーリーは、コルベットを修理するもののうまくいかず、父がいなければ無理だと嘆く。
翌朝チャーリーは、誕生日を迎えて父のことを想う。
サリーからバイクのヘルメットと、ロンからは”変化のために笑顔を”という本をプレゼントしてもらったチャーリーは、部屋に向かい心が沈む。
ハンクに会ったチャーリーは。ビートルが欲しいことを伝えて、そのためにこの場で働くと言って、今日が誕生日だということも教える。
それを断ったハンクだったが、ビートルは誕生日のプレゼントであげるとチャーリーに伝える。
ビートルを整備して動かすことができたチャーリーは、ハンクに手を振りながらその場を去る。
ガレージにビートルを入れたチャーリーは、部品が落ちたことに気づき、それを調べようとした瞬間にロボット（B-127）にトランスフォームしたために驚く。
逃げようとしたチャーリーは、サリーが来たために焦るが、ロボットはビートルに戻っていた。
車はハンクにもらったと言ってサリーを納得させたチャーリーは、再びロボットにトランスフォームして怯えるB-127が、話せないものの言葉を理解することを確認する。
自分に興味を持つB-127に自己紹介して誕生日だと伝えたチャーリーは、名前がないことを知る。
マルハナバチ（バンブルビー）のような音がすると言うチャーリーは、色もハチに似ているB-127を”バンブルビー”と呼ぶことにする。
テキサス。
喧嘩をしていたロイ（レニー・ジェイコブソン）とアンバー（メギン・プライス）は、飛来した物体に車を壊される。
現われた”プリムス・GTX”と”AMC・ジャヴェリン”がシャッターとドロップキックにトランスフォームしたために驚くロイは、一撃で殺されてしまう。
シャッターとドロップキックは、アンバーには手出しせずに、B-127を捜すためにその場を去る。
翌朝、バンブルビーがいないために焦るチャーリーは、オースティンから、ゴム手袋を飲み込んだ愛犬コナンを、サリーが病院に連れて行くためにビートルに乗って行ったことを知らされる。
ビートルをバイクで追ったチャーリーは、車を止めてサリーと運転を代わる。
テキサスに2体のロボットが現れたという報告を受けたバーンズは、その場に向かう。
人がいない海岸に向かったチャーリーは、捕らえられれば実験材料などに利用されると言って、自分以外には姿を見せないようにとバンブルビーに伝える。
移動する2体のロボットを待ち伏せたバーンズは、同伴した科学者のパウエル博士（ジョン・オーティス）から、目的はエイリアンとの対話だと言われる。
現われたシャッターとドロップキックは、ディセプティコンの平和維持部隊であり、B-127が危険な犯罪者だと伝えて、捜索のために軍事衛星の使用許可を求める。
B-127を見つけなければ戦争が地球に及ぶと言われたパウエルは、上層部を話すと伝えて、シャッターとドロップキックを本部に連れて行くことを決めて、バーンズも納得する。
記憶がないバンブルビーを調べたチャーリーは、フォログラムで現われたオプティマス・プライムのメッセージを聞く。
戦争が激しくなったことを知ったバンブルビーは、何も思い出せずに落ち込み、胸に埋め込まれているラジオの具合を気にする。
自分が直すと言うチャーリーは、バンブルビーを励ます。
家に戻り”ブレックファスト・クラブ”のビデオを観たバンブルビーは、クライマックスの”ジャド・ネルソン”のガッツポーズを真似してチャーリーを喜ばせる。
その後バンブルビーが、父と共に映る飛び込み大会のビデオを再生したために、チャーリーはそれを止めてしまう。
驚くバンブルビーに謝罪したチャーリーは、コルベットから外したラジカセを交換して取りつける。
”ザ・スミス”のテープを入れて再生したチャーリーは、バンブルビーが嫌いなようだったために、”リック・アストリー”を試すものの、それも気に入ってもらえない。
その場にあったレコードに興味を持ったバンブルビーに、父の物なので触ってほしくないと伝えたチャーリーだったが、”アンチェインド・メロディ”をかけて父を想う。
週末は二人で車の修理をしたと言うチャーリーは、あのビデオは父を見た最後の日の映像だったことをバンブルビーに伝える。
別れも言えずに心臓発作で亡くなったと言うチャーリーは、車を直せばエンジン音を父が天国で聞いてくれるとバンブルビーに話す。
涙するチャーリーとバンブルビーは抱き合う。
衛星システムをディセプティコンに使用させることが人類の進歩につながると考えるパウエルは、それを司令官のウォーレン将軍（グリン・ターマン）提案する。
ウォーレンはシステムは国防の要と言って心配し、バーンズも反対する。
パウエルから、協力を拒めばディセプティコンがソ連と組む可能性があると言われたウォーレンは、仕方なく捜索に協力することを決める。
ウォーレンから、捕えたB-127は研究材料に使うよう指示されたバーンズも納得する。
施設に案内されたシャッターは、通信システムが全世界につながっていることを確認する。
チャーリーにデートを申し込もうとしたメモは、バンブルビーを見て驚いてしまう。
ここで見たことは誰にも話さないとメモに約束させたチャーリーは、ビートルに乗って出かけて、バンブルビーがラジオ局を探っていることが気になる。
チャーリーは、車の走行はバンブルビーが制御していることをメモに知らせてドライブを楽しむ。
ディセプティコンの能力と技術力に驚くパウエルは興奮し、その様子を見つめるウォーレンは、捜索終了後に彼らを破壊し利用してかまわないことをバーンズに伝える。
チャーリーは、やたらに曲を変えるバンブルビーが、ラジオを使い会話しようとしていたことに気づき驚く。
崖の上にクラスメイトらが集まっていたために様子を見に行ったチャーリーは、トリップが海に飛び込もうとしていることを知る。
一緒に飛び込む者を募るトリップは、バンブルビーに促されたチャーリーが、高飛び込みの州大会で優勝したことを思い出す。
チャーリーから飛び込みはやめたと言われたトリップは海に飛び込み、彼女を誘う。
海を見つめるチャーリーは、飛び込まずにビートルに戻り、ティナにからかわれ父のことまで言われて傷つく。
チャーリーを励ますメモは、自分も侮辱されたのでティナに仕返ししようとする。
その夜、ティナの家に向かったチャーリーとメモは、バンブルビーがティナの車を潰してしまい焦る。
その場から逃げたチャーリーとメモは、バンブルビーがスピードを出し過ぎたためにロック保安官（フレッド・ドライヤー）に追われる。
バンブルビーは暴走し、ロックの追跡を逃れる。
翌日、チャーリーがバイトに行っている間に、ガレージに来たコナンを追ったバンブルビーは家の中に入り、部屋中を壊してしまう。
電気コードをいじったバンブルビーは感電してしまい、送電線に被害が起きる。
それにより監視システムでB-127の位置が判明したパウエルは、サンフランシスコ近郊のブライトン・フォールズであることを確認する。
バーンズの部隊は、シャッターとドロップキックと共に現場に急行する。
メモからの電話で家に戻ったチャーリーは、部屋の中の惨状を見て驚く。
チャーリーは、バンブルビーを責めるものの自分の責任も感じる。
オースティンと帰宅したサリーは家の中を見て驚き、チャーリーの反抗的な態度を非難する。
幸せそうにしていても自分はそうは思えないとサリーに伝えたチャーリーは、父の代わりを見つける気はないと言って出て行く。
ビートルで街道を走るチャーリーは、メモに励まされる。
道路を封鎖していたバーンズらに捕らえられたチャーリーだったが、バンブルビーが彼女を抱いて逃亡する。
現われたシャッターとドロップキックに襲われ、チャーリーは吹き飛ばされる。
シャッターとドロップキックに叩きのめされたバンブルビーは、追いついたバーンズの部隊に捕らえられ、チャーリーは気を失う。
家の部屋で目覚めたチャーリーは、サリーとロンがバーンズと話しをしていることを知る。
バンブルビーを危険な戦争マシンだと言うバーンズの言葉を否定したチャーリーは、自分の友達だと伝える。
政府の所有物を盗んだと疑われたチャーリーは信じてもらえず、部屋に行くようと言うサリーの指示に従う。
部屋から抜け出しメモの家に向かったチャーリーは、オースティンに見つかってしまい、黙っていれば秘密を教えると言って彼を納得させる。
オースティンにサリーのことを任せたチャーリーは、メモと共に、バイクでバンブルビーが捕らえられている基地に向かう。
バンブルビーを痛めつけるシャッターとドロップキックは、フォログラムで現れたオプティマス・プライムの指令を確認する。
基地に侵入したチャーリーとメモは、その様子を見つめる。
オプティマス・プライムらが地球に来ることを知ったシャッターとドロップキックは、オートボット反乱軍を全滅させられるチャンスだと考える。
それを知ったパウエルはバーンズに連絡し、ディセプティコンを信じたもは間違いだったことを伝える。
シャッターは、人間の協力でサイバトロンにメッセージを送ることを考える。
ディセプティコンは衛星を使って軍隊を呼び寄せ、人類は滅びるとバーンズに伝えたパウエルは、ドロップキックに殺される。
チャーリーがいないことを知ったサリーは、オーティスを問い詰める。
付近に通信塔があることを確認したシャッターとドロップキックは、バンブルビーを制御不能にしてその場を去る。
チャーリーに電気ショックを与えられたバンブルビーは再起動し、記憶を修復する。
到着したバーンズは扉を破壊させて、その爆風で吹き飛ばされたチャーリーを捕え、バンブルビーに攻撃を加える。
バーンズがチャーリーを突き飛ばしたために、立ち上がったバンブルビーは、彼を叩きのめして部隊を攻撃する。
バンブルビーを制止したチャーリーは、記憶が戻ったことに気づき、安全な場所に避難しようとする。
塔に向かうつもりのバンブルビーは、ディセプティコンに見つかれば自分たちは滅びると言ってビートルにトランスフォームし、共に戦うと言うチャーリーを乗せようとする。
別の部隊が現れたため足止めすると言うメモにキスしたチャーリーは、喜ぶ彼を残して出発する。
数台の兵士の車両を止めようとしたメモだったが、無視されてしまう。
チャーリーはバーンズらの車両に追われ、オースティンの案内でロンが運転する車に乗るサリーもチャーリーを捜す。
並走するサリーから止まるようにと言われたチャーリーは、自分を信じてほしいと伝える。
急停車したロンの車にバーンズは道を塞がれ、チャーリーは彼に感謝しながら走り去る。
通信塔に登り装置をセットしたシャッターとドロップキックは、メッセージ送信の準備を整える。
その場に着いたバンブルビーは、危険だと考えてチャーリーをゴミ箱に入れる。
”ザ・スミス”の歌を流し、君に何かあったら困るとチャーリーに伝えたバンブルビーは、塔に攻撃を加える。
バンブルビーは襲い掛かってきたドロップキックと格闘になる。
流れ弾がゴミ箱に当たり吹き飛ばされたチャーリーは、塔に登ろうとしてクレーンに向かう。
ヘリコプターで現れたバーンズは、塔に攻撃を加える。
激しい戦いの末に、バンブルビーはドロップキックを破壊する。
クレーンのアームの最先端に着いたチャーリーは、塔に飛び移る。
シャッターの攻撃を受けたバーンズは墜落しそうになるが、バンブルビーが機体を受け止める。
送信装置を破壊しようとしたチャーリーは、ハリアーにトランスフォームしたシャッターの攻撃を受ける。
バンブルビーに撃墜されたシャッターは地上で戦い、チャーリーが装置を停止する。
戦いが続き、シャッターに止めを刺されそうになったバンブルビーは、ドッグの壁を破壊して浸水させる。
シャッターは貨物船に押しつぶされ、バンブルビーは沈んでしまい、チャーリーが塔から水に飛び込む。
チャーリーは、無事だったバンブルビーと共に水から上がる。
現われたバーンズから逃げろと言われたチャーリーは、彼に感謝する。
自分こそ感謝すると伝えたバーンズは、その場を去るバンブルビーに敬礼する。
バンブルビーは、ガッツポーズでそれに応える。
バイクでその場に着いたメモは、バーンズから、世界は救われたと言われる。
ゴールデン・ゲート・ブリッジの見える場所でバンブルビーに別れを告げたチャーリーは、あなたの仲間が待っていると伝える。
自分には家族がいると言われたバンブルビーは、声が手に入ったことをチャーリーに感謝する。
あなたのおかげで本当の自分に戻れたと言うチャーリーは、決して忘れないと伝えてバンブルビーを抱きしめる。
ゴールデン・ゲート・ブリッジを走行中の”カマロ/1977”をスキャンしたバンブルビーは、それにトランスフォームする。
バンブルビーが最初から”カマロ”になれたことを知ったチャーリーは驚き、走り去る彼を見つめる。
ゴールデン・ゲート・ブリッジを”ピータービルト379”に姿を変えて走るオプティマス・プライムに追いついたバンブルビーは並走する。
帰宅したチャーリーはサリーに迎えられ、ロンの運転とオースティンにも感謝する。
腕の手当てをしたメモと話したチャーリーは、手を握ろうとした彼に、まだ早いと伝える。
その夜、森に向かったオプティマス・プライムは、おかげで自分たちには未来があるとB-127に伝える。
自分の名は”バンブルビー”と伝えたB-127は、飛来した仲間たちを見つめる。
その後、コルベットを修理したチャーリーは、颯爽と街道を走る。
