Um Mitternacht schleichen sich Robby und Mo Malto mit ihren Terran-Geschwistern nach Philadelphia, damit die jungen Roboter mehr von der Welt erleben. In der Großstadt teilt sich die Gruppe auf: Nightshade rettet allein einen Mann vor einem Überfall, lernt auf einem Dach die nicht-binäre Sam kennen und findet in dem Gespräch ein Wort, das die eigene Identität beschreibt. Robby trifft unterdessen seinen alten Freund Stevie, dessen abfällige Bemerkungen über Transformers und ein anti-Transformer-Graffiti im Skatepark die Stimmung von Hashtag und Twitch trüben.
Jawbreaker, Thrash und Mo werden derweil von einer Frau in eine unterirdische Kampfarena gelockt, in der der „Bot Brawl“ Transformers zur Belustigung eines Publikums gegeneinander antreten lässt. Jawbreakers angekündigter Gegner ist ausgerechnet Bumblebee, der undercover nach dem vermissten Grimlock sucht. Statt eines Kampfes liefern sich beide eine gestellte Wrestling-Show – bis Bumblebee gegen den amtierenden Champion antreten muss: Grimlock, der ihn ohne Erkennen angreift.
Mo entdeckt ein Kontroll-Abzeichen unter Grimlocks Kinn – der totgeglaubte Dr. Meridian, nun Mandroid, steuert den Dinobot von den Rängen aus und sammelt Ersatzteile aus den Verlierern der Kämpfe. Gemeinsam gelingt es Bumblebee und den Maltos, Thrash an das Abzeichen heranzulassen und Grimlock zu befreien. Der wütende Dinobot verwüstet daraufhin die Arena, und die Gruppe flieht. Draußen bittet Bumblebee die Terrans, ihm bei ihrer ersten echten Autobot-Mission zu helfen, um Grimlock zu finden.
Zurück in der Arena ist Grimlock längst verschwunden; stattdessen finden sie den völlig entladenen Brawl, dem ein Arm fehlt. Aus den Flammen tritt Mandroid, nun mit Brawls Klauenhand ausgestattet, und offenbart, dass die Bot Brawls lange vor ihm existierten. Er fesselt Bumblebee mit energiesaugenden Tentakeln und hetzt eine zu einem Riesen-Tausendfüßler vereinte Arachnamech-Armee auf die Terrans. Hashtag entdeckt, dass ihre WLAN-Kräfte ihr die Kontrolle über vernetzte Technik geben, und lockt das Kombinat mit ferngesteuerten Zügen in die Zerstörung.
Als Hashtag den fliehenden Mandroid stellen will, heftet er ihr ein neues Kontroll-Abzeichen an und macht sie zu seiner willenlosen Drohne. In ihrem digitalen Inneren quält er sie mit dem Gefühl, allein und auf der Erde unerwünscht zu sein, während die ferngesteuerte Hashtag Autos auf ihre Geschwister schleudert. Die vereinte Malto-Familie stellt sich ihr entgegen; von der Energie des Emberstone-Höhlenwassers kurzzeitig übermächtig gemacht, durchbrechen sie Mandroids Kontrolle durch ihren familiären Zusammenhalt und befreien Hashtag.
Ein erschöpfter Bumblebee bricht schließlich durch Energon-Mangel zusammen, und die Kinder kehren vor dem Erwachen ihrer Eltern nach Witwicky zurück; Stevie übermalt das Graffiti mit der Botschaft „Transformers Are Home“. In einer Schlussszene wird der zusehends verfallende Mandroid von seinen Arachnamechs zu G.H.O.S.T.-Direktor Agent Croft gebracht – dem wahren Betreiber des Bot-Brawl-Rings. Croft beauftragt ihn, weitere Kontroll-Abzeichen zu bauen, versorgt ihn mit Energon und stellt ihm die gefangenen Decepticons von G.H.O.S.T. als Versuchsobjekte in Aussicht.
