1970年代末，在西北敕勒川牧场做了小半辈子牧马人的小学教师许灵均（朱时茂）一路风尘来到北京饭店，与30年未曾谋面的父亲、旅美华侨企业家许景由（刘琼）见面。当年，追求个人自由的许景由无法忍受与妻子的错误婚姻，丢下妻儿去了美国。此次归来，他有心带许灵均回美国继承事业。 交谈中，许灵均不认为将自己融在集体中、时时以国家利益为重的行为是思想陈旧的表现，对于父亲的舒适生活，他并不艳羡。 回顾自己几十年来所走的道路，虽有幼年成为弃儿、青年被打成右派下放牧场的悲惨经历，却也数次从牧区质朴、善良的乡民身上感受到人间温情，而在艰难岁月中与四川苦命女李秀芝（丛珊）结为夫妻后，许灵均更是尝到苦尽甘来的心酸与甜美。他认为，国家在好不容易迈过“文革”这个大坎之后，个人更应该同亲朋一起，不离不弃地跟着她走向新生。
意图征服一切的霸天虎全员出击，塞伯坦即将陨落，B-127（迪伦·奥布莱恩 Dylan O'Brien 配音）临危受命前往地球。在1987年的加州，B-127不仅遭到特工伯恩斯（约翰·塞纳 John Cena 饰演）的追捕，更被闪电（大卫·索博洛夫 David Sobolov 配音）殴至重伤，语言模块和记忆模块严重受损。B-127变形为大众甲壳虫，被失去了父亲（蒂姆·马丁·格利森 Tim Martin Gleason 饰演）的查莉·沃森（海莉·斯坦菲尔德 Hailee Steinfeld 饰演）发现并开回家。查莉为B-127取名大黄蜂，双方成为亲密无间的好朋友。然而好景不长，反射弹（贾斯汀·塞洛克斯 Justin Theroux 配音）与粉碎（安吉拉·贝塞特 Angela Bassett 配音）追至地球，利用美国军方的卫星网络追踪到大黄蜂，并企图将霸天虎大部队召唤到这里。为了阻止反弹射和粉碎，大黄蜂和他的新朋友一起踏上了保卫这个蓝色星球的征途……
