故事发生在变形金刚的母星塞伯坦，聚焦变形金刚的青年时代，讲述汽车人领袖擎天柱（克里斯·海姆斯沃斯 Chris Hemsworth 配音）与霸天虎领袖威震天（布莱恩·泰里·亨利 Brian Tyree Henry 配音）从手足走向反目的故事，打响旷日持久的塞伯坦之战。 胡迪深知自己在这个世界上的使命，就是照顾他的主人，无论是原来的安迪还是新主人邦妮。当邦妮将不情愿成为玩具的“叉叉”带回家时，胡迪又担起了教导叉叉接受自己新身份的责任。然而当邦妮将所有玩具带上房车家庭旅行时，胡迪与伙伴们将共同踏上全新的冒险之旅，领略房间外面的世界有多广阔，甚至偶遇老朋友牧羊女。在多年的独自闯荡中，牧羊女已经变得热爱冒险，不再只是一个精致的洋娃娃。正当胡迪和牧羊女发现彼此对玩具的使命的意义大相径庭时，他们很快意识到更大的威胁即将到来…… 在某个寻常假日，莱莉家的门铃被按响了。爸爸（KyleMacLachlan配音）打开门，发现门口站着的是当初莱莉（KaitlynDias配音）偶然邂逅的小男孩乔丹（BenCox配音）。不速之客的到来令爸爸脑中的怒怒拉响警报，所有人员慌作一团。面对12岁的女儿可能正在交往的小男友，爸爸和妈妈（DianeLane配音）紧急磋商对策。妈妈脑中的小人们经过讨论，决定用时下孩子中间的流行词汇和女儿交流，这却让莱莉倍感不适，她脑中的小人们更濒于崩溃。另一方面，在客厅里爸爸和乔丹尴尬对坐。他自以为凭借压迫性的目光可以让男孩退缩，谁知乔丹的脑中俨然正进行着只有年轻人才有的混乱大派对。莱莉的首次约会，意外的话题将故事引向意想不到的结局…… 
