故事发生在东京八丈岛近海，一座将全球各地警方监控相连接的高科技设施——“太平洋浮标”即将启动。为了与欧洲刑警组织管辖的范围联网，来自世界各地的工程师聚集在这里。基于人脸识别的全新“黑科技”也正在测试中……与此同时，柯南一行人前往八丈岛观鲸，途中柯南接到冲矢昴（赤井秀一）的电话，被告知欧洲刑警组织成员在德国遭到琴酒的杀害。为调查真相的柯南潜入“太平洋浮标”。正当工程师们正在为系统启动而展开准备工作时，一桩案件突然发生！一名女工程师被黑暗组织绑架，她手中存有核心技术的U盘也落入了黑暗组织手中！此时，水下传来未知潜水艇逼近的声音，令人毛骨悚然，一个神秘的黑影也正在悄悄接近灰原哀……
军方和汽车人的秘密合作计划面临被取消的危险，而重新复活的威震天和红蜘蛛引领霸天虎军队，密谋夺取能量源，企图在地球掀起又一场腥风血雨。 此时主人公萨姆（希安·拉博夫 Shia LaBeouf 饰）告别相恋的女友米凯拉（梅根·福克斯 Megan Fox 饰），要开始自己梦寐以求的大学生活了，但一切似乎都不那么顺利，一块小小的魔方碎片似乎在给予萨姆某种启示。为了获取魔方里的信息，霸天虎开始了对萨姆的追击，擎天柱为了保护萨姆而牺牲，萨姆受其感召，决定重新担负起自己的使命。 萨姆在自己室友里奥（雷蒙·罗德里格斯 Ramon Rodriguez 饰）和“机器战士”西蒙斯（约翰·托尔托罗 John Turturro 饰）的帮助下，与女友米凯拉根据魔方碎片给萨姆的提示来到了埃及，他们在金字塔里发现了能量源。而此时，霸天虎的军队也赶到了埃及。军方此时有一小队人马也在西荤斯的要求下带着擎天柱的尸体来到了埃及，善恶双方力量在那片金色的沙漠展开了殊死搏斗。
