1、山姆·维特维奇（Sam Witwicky）（演员 希亚·拉博夫），一个有点书呆子个性的高中生。17岁生日那天，他好不容易说服父亲帮他买下了一台二手车，但随后他发现这辆二手车其实是汽车人变形金刚“大黄蜂”。由于这个事件，山姆意外地卷入了汽车人和霸天虎之间的战争，并成为了全人类的救星，这场战争让山姆自己也有所成长。
2、米凯拉·贝恩斯（Mikaela Banes）（演员 梅根·福克斯），山姆暗恋的女生，大黄蜂也帮助山姆追求她。米凯拉的父亲是一名修车工人，但也是一个偷车贼。她曾为了保护父亲而留下犯罪记录。也在父亲的影响下学会了偷车技术。她与山姆一起参与了变形金刚与人类的斗争中。
3、威廉姆·雷诺克斯队长（Capt. William Lennox）（演员 乔什·杜哈明），美国陆军特种部队派驻卡塔尔之特殊任务小组的队长，在家中有一位妻子和刚出生的女儿。在美军基地被狂派变形金刚眩晕变形的直升机攻击后，他主导了幸存者们的逃亡计划。后来，在狂派变形金刚入侵地球后，他率领自己的小队参与了变形金刚与人类的斗争。
4、大黄蜂（Bumblebee），博派变形金刚（汽车人）的一员。变形形态为雪佛莱轿车。他在山姆买车的时候迫使山姆买下自己，帮助山姆追女朋友，也一路从狂派变形金刚手中保护山姆，他将找到了火种线索的信息发送给擎天柱等人，呼唤他们来到地球，并与擎天柱等伙伴和人类一起对抗狂派变形金刚。
5、擎天柱（Optimus Prime），博派变形金刚（汽车人）的首领。变形形态为集装箱卡车。他接收到大黄蜂发出的信息，带领手下来到地球。企图阻止霸天虎夺取火种之后用来征服宇宙，在霸天虎发现了火种位置后，他们护送人类将火种藏于城市中，并在市中心与霸天虎一伙展开了激烈的争斗。
6、威震天（Megatron），狂派变形金刚（霸天虎）的首领。变形形态为战斗机。威震天约于10000多年前追着“火种”来到地球，却不慎受地球磁场干扰定位系统而坠落到北极，遭受冻结了9000多年。在1890年代左右被亚奇帕德等人发现。之后，在城市大战中与人类及擎天柱等人抢夺火种，最后遭山姆伺机将火种塞进自己的胸口而能量超载。
