Bevor Ramón Rodríguez als Leo besetzt wurde, war Jonah Hill in Verhandlungen für die Rolle, doch Seth Rogen riet ihm, abzulehnen, um sich auf seine eigenen Projekte zu konzentrieren, und Hill entschied sich stattdessen für Night at the Museum: Battle of the Smithsonian.
Die Drehbuchautoren Roberto Orci und Alex Kurtzman lehnten zunächst ab, die Fortsetzung zu schreiben, da sie Terminüberschneidungen hatten, und das Studio konnte sie nur zur Rückkehr bewegen, nachdem sie von anderen Autoren eingereichte Pitches nicht überzeugend fanden.
Um dem drohenden Streik der Writers Guild of America zuvorzukommen, verbrachten Orci, Kurtzman und der neue Autor Ehren Kruger zwei Wochen damit, einen Treatment zu schreiben, der in der Nacht vor Streikbeginn eingereicht wurde, den Michael Bay dann zu einem 60-seitigen Scriptment erweiterte.
Die drei Drehbuchautoren erhielten 8 Millionen Dollar und verbrachten vier Monate damit, das Skript fertigzustellen, während sie praktisch von Bay in zwei Hotelzimmern 'eingesperrt' wurden und sich zweimal täglich gegenseitig kontrolliert bekamen.
Produzent Tom DeSanto wollte die Dinobots einführen und Bay wollte einen Transformer, der sich in einen Flugzeugträger verwandelt, aber beide Ideen wurden verworfen, da die Autoren die Alternativformen der Dinobots nicht rechtfertigen konnten oder der Flugzeugträger nicht in die Geschichte passte; Bay erklärte, dass er die Dinobots eigentlich hasste.
Michael Bay führte während der Dreharbeiten eine bewusste Desinformationskampagne durch, um Fans zu verwirren, welche Transformers erscheinen würden, einschließlich des Vortäuschens eines geleakten Drehplans und der Bestreitung von Megatrons Auferstehung gegenüber dem Empire Magazine, bevor Orci dies später bestätigte.
Der Film wurde an zahlreichen echten Orten gedreht, darunter die Bethlehem Steel-Stätte als Ersatz für Shanghai, der Giza-Pyramidenkomplex und Luxor in Ägypten (unter strenger Geheimhaltung mit etwa 150 amerikanischen Crew-Mitgliedern und Dutzenden ägyptischen Einheimischen gedreht) sowie Petra und Wadi Rum in Jordanien, unterstützt durch die Königlich Jordanische Luftwaffe, da König Abdullah II. ein Science-Fiction-Fan ist.
Dreharbeiten an der Princeton University ärgerten einige Studenten der University of Pennsylvania, die glaubten, dass Szenen, die an Penn gedreht wurden, umgeschrieben wurden, um stattdessen Princeton Kredit zu geben, da keine der beiden Universitäten tatsächlich die Genehmigung gab, wegen einer Marihuana-Brownie-Szene namentlich im Film genannt zu werden.
Das Rendering der Devastator-Sequenz verbrauchte über 85% der Render-Farm-Kapazität von Industrial Light & Magic, und die Komplexität kombiniert mit IMAX-Auflösung-Rendering führte Berichten zufolge dazu, dass ein Computer 'explodierte'.
ILM verwendete 140 Terabyte Daten für die Effekte des Films im Vergleich zu nur 15 Terabyte für den ersten Transformers-Film, wobei einige Szenen wie Jetfire im Smithsonian 41 separate Lichtquellen erforderten.
Komponist Steve Jablonsky und Score-Produzent Hans Zimmer erstellten mehrere musikalische Interpretationen von Linkin Parks Lied 'New Divide' für den Film-Score, das die Band zum ersten Mal bei einer speziellen Post-Premiere-Show live aufführte.
Trotz des Gewinnens von drei Golden Raspberry Awards, darunter Schlechtester Film, und überwiegend negativer Kritiken erzielte der Film weltweit 836,5 Millionen Dollar an der Kinokasse, übertraf seinen Vorgänger und wurde zum viertmeistgrossendem Film von 2009.
Die Charaktere Mudflap und Skids zogen erhebliche Kritik auf sich, da sie als rassistische Stereotypen wahrgenommen wurden, und Synchronsprecher Tom Kenny enthüllte später, dass er nur als Platzhalter für Skids engagiert wurde, aber Bay seine Stimme im endgültigen Film trotzdem verwendete.
