故事发生在十九世纪的英格兰,落魄的意大利贵族艾莫雷戈(杰瑞米·诺森 Jeremy Northam 饰)迎娶了美国富豪亚当(尼克·诺特 Nick Nolte 饰)的女儿玛姬(凯特·贝金赛尔 Kate Beckinsale 饰)。玛姬有一位闺中密友名为夏洛特(乌玛·瑟曼 U ma Thurman 饰),巧合的是,夏洛特竟然是艾莫雷戈曾经的恋人。 之后,亚当取了夏洛特为妻,一家人就这样生活在了一起。一次偶然之中,玛姬发现了艾莫雷戈和夏洛特之间的旧情,霎时间,她对丈夫的信任破裂了。实际上,亚当亦知晓此事,只是为了保护女儿不受伤害,他选择了守口如瓶。对于艾莫雷戈来说,事情就更加复杂了,亚当和玛姬之间坚实的父女之情让他始终觉得自己是插足其中的第三者。
1994年,美国纽约。退役军人诺亚·迪亚兹(安东尼·拉莫斯 Anthony Ramos 饰)为了给弟弟治病而四处求职,却不断碰壁,情急之下他铤而走险,打算偷车销赃赚钱。谁曾想第一单就偷了变成汽车形态的博派战士幻影(皮特·戴维森 Pete Davidson 配音),随即卷入宇宙层级的大战争中。原来宇宙中游弋着被称为灭世邪神的恐怖之王宇宙大帝(科尔曼·多明戈 Colman Domingo 配音),它靠不断吞噬其他能源富足的星球补充能量,为此急需要能够折叠空间的“超曲速钥匙”来满足贪欲。此前数千年,被宇宙大帝灭亡家园的擎天圣(朗·普尔曼 Ron Perlman 配音)带着钥匙逃到地球,而他们的踪迹终于被宇宙大帝及其爪牙天灾(彼特·丁拉基 Peter Dinklage 配音)发现。
于是,地球人、汽车人、巨无霸联合起来,与来犯的强敌展开对抗……