メインスタッフからは『アイランド』以来マイケル・ベイ監督作品で脚本を務めていたアレックス・カーツマン&ロベルト・オーチーのコンビが降板し、前作で加わったアーレン・クルーガーが一人で脚本を担当することになった。2作目で若干過剰気味であった下ネタ要素は今回では控えめになり[8]、また前2作ではほとんど見られなかったディセプティコンによる民間人に対する殺戮シーンが直接的に描かれ、シリーズ中、最もシリアスなエピソードが描かれる。

新キャラクターとしてディセプティコンの防衛参謀「ショックウェーブ」や、前作で名前のみ登場した「センチネル・プライム」などが登場する。また本作品からはゼネラルモーターズに加えてメルセデス・ベンツ、フェラーリの協力もあり同社の高級車が多数登場する。また前作で登場したオートボットのザ・ツインズ（スキッズ、マッドフラップ）は登場しないと公式で発表された[注釈 10]。

本作品の基本プロットには初代アニメ版第26?第27話「メガトロン地球征服作戦」（英語版第35?第36話「Megatron's Master Plan」）のデストロンの策略でサイバトロンが地球から追放されるというシチュエーションと、第66話?第68話「破滅の日」（英語版第11?第13話「The Ultimate Doom」）の巨大なスペースブリッジによって地球の上空にセイバートロン星が出現するというシチュエーション、アニメ版『マイクロン伝説』の戦局を左右するアイテムを載せた宇宙船が月面へ墜落するというシチュエーションが組み込まれている。