События фильма разворачиваются в 1987 году, когда трансформер Бамблби вынужден бежать с родной планеты Кибертрон, спасаясь от армии десептиконов. После неудачной стычки с военными и противником на Земле он теряет голосовой модуль и часть памяти, а для маскировки сканирует облик старого жёлтого Фольксвагена Жука.
Итан Хант, который несколько лет назад принял решение оставить оперативную работу и посвятить себя подготовке новых сотрудников ЦРУ, наконец обрел то, о чем давно мечтал: спокойную жизнь рядом с любимой женщиной, Джулией, которая даже не подозревает о его прошлом. Но стабильность рушится в одночасье, когда руководство агентства обращается к нему с личной просьбой — спасти его бывшую ученицу...