Après avoir vaincu Owen Shaw (Luke Evans) et sa bande, et avoir obtenu l’amnistie, Dominic Toretto (Vin Diesel), Brian O’Conner (Paul Walker) et leurs amis sont de retour aux États-Unis pour mener à nouveau une vie de famille tranquille. Brian commence à s’habituer à sa vie de père tandis que Dom tente d’aider Letty (Michelle Rodríguez) à retrouver la mémoire en la ramenant aux Race Wars (« Guerres de courses ») ; cependant, après une altercation avec Hector (Noel Gugliemi), un vieil ami à eux et organisateur du tournoi, elle s’en va. Plus tard, Dom la retrouve au cimetière devant sa tombe, persuadée qu’elle ne retrouvera jamais la mémoire. Alors que Dom se prépare à la détruire, Letty l’arrête, insistant sur le fait que la Letty qu’il a connu est morte le jour où elle a perdu la mémoire, et donc que c’est une nouvelle Letty qu’il a en face de lui. Et sur ces mots, Letty abandonne Dom et disparaît en voiture. Au début du film, le frère aîné de Owen, Deckard Shaw (Jason Statham), s’est introduit par effraction dans l’hôpital sécurisé où Owen se trouve dans le coma et a juré de le venger de Dom et son équipe.
Cinq ans se sont déroulés depuis la violente bataille de Chicago. Les Transformers sont désormais traqués et éliminés sans discernement afin de préserver la paix. Un groupe de scientifiques essaie de construire ses propres Transformers et repousse les limites de la technologie au-delà de ce qu'il peut contrôler. Cade Yeager, bricoleur de génie déniche un jour un vieux camion qui se révèle être Optimus Prime. Dès lors, Cade s'attire les foudres de la CIA qui ne cessera de le traquer, lui et les siens. Megatron est de retour avec un nouveau corps sous le nom de Galvatron. Lockdown, un chasseur de prime sous les ordres des créateurs des Transformers s'apprête à sortir de l'ombre. Les légendaires guerriers Dinobots plus forts que jamais seront le seul espoir à vaincre l'armée de Galvatron. La bataille fera rage, peut être même jusqu'à l'extinction.
Dominic Toretto, Brian O'Conner et toute leur équipe, après le casse de Rio de Janeiro, ayant fait tomber un empire criminel en empochant 100 millions de dollars, se sont dispersés dans le monde entier. Mais l’incapacité de rentrer chez eux et l’obligation de vivre en cavale permanente, laissent à leur vie le goût amer de l’inaccomplissement. Pendant ce temps Luke Hobbs traque un groupe de chauffeurs mercenaires aux talents redoutables, dont le meneur, Owen Shaw est secondé d’une main de fer par l’amour que Dominic croyait avoir perdu pour toujours : Leticia Ortiz. La seule façon d’arrêter leurs agissements est de les détrôner en surpassant leur réputation. Luke demande donc à Dominic de rassembler son équipe de choc à Londres. En retour ? Ils seront tous graciés et pourront retourner auprès de leurs familles, afin de vivre une vie normale.
2007. De mystérieux robots extra-terrestre, en provenance de la planète Cybertron, capables de se transformer en véhicules et objets de manufacture humaine, attaquent les systèmes de défense de l'armée américaine. Les services secrets et le gouvernement fédéral des États-Unis comprennent alors que les agresseurs recherchent des informations sur un incident survenu dans l'océan Arctique en 1895. L'arrière-arrière-petit-fils de l'explorateur Archibald Witwicky qui menait cette mission, Sam, se retrouve malgré lui pris à partie, après avoir découvert que sa nouvelle voiture est le robot Bumblebee chargé de le surveiller. Avec son aide et celle des autres Autobots dirigés par Optimus Prime, il doit empêcher les redoutables Decepticons dirigés par Mégatron de s'emparer du Allspark, un artefact en forme de cube contenant une quantité immense d'énergie, qui leur permettra de dominer la planète.
En 2029, alors que les mutants sont en voie d'extinction, Logan vit discrètement comme chauffeur de limousine. Il veille cependant sur son vieil ami le professeur Charles Xavier, très affaibli, vivant dans un repaire caché proche de la frontière américano-mexicaine, avec l'aide de Caliban, un des derniers mutants encore en vie. Mais Logan va bientôt devoir sortir de sa retraite pour aider Laura, une jeune fille traquée par de dangereux individus. Celle-ci possède des pouvoirs similaires à ceux de Wolverine dont des griffes rétractiles.
Au lendemain de l'holocauste nucléaire du 29 août 1997, les survivants humains entrent en résistance contre la dictature des « machines » (des robots intelligents), ce qui les mène à la victoire en 2029.
Thomas A. Anderson (Keanu Reeves), un jeune informaticien connu dans le monde du hacking sous le pseudonyme de Neo, est contacté via son ordinateur par ce qu’il pense être un groupe de hackers. Ils lui font découvrir que le monde dans lequel il vit n’est qu’un monde virtuel dans lequel les êtres humains sont gardés inconsciemment sous contrôle.
Jim Phelps et ses agents sont envoyés à Prague avec pour mission d'appréhender un espion ennemi lors d'une réception dans l'ambassade américaine. Cet homme, Alexander Golytsin, s'apprête à dérober une disquette contenant la liste secrète des agents infiltrés en Europe centrale. Seulement, les agents de l'IMF (Impossible Missions Force) ignorent que la CIA, persuadée que le commando est infiltré par une taupe, a envoyé une autre équipe. Presque tous les membres de l'équipe de Phelps sont tués, sa femme, Claire, les agents Jack Harmon, Sarah Davies et Hannah Williams. Jack meurt empalé dans une cage d'ascenseur et Jim est abattu sur le pont Charles et tombe dans la rivière Vltava, Claire et Hannah sont tuées dans l'explosion de leur voiture. Sarah, qui suivait Golytsin, tombe tout comme lui dans un piège et est mortellement blessée par un tueur qui la poignarde et dérobe la liste "NOC". L'un des survivants, Ethan Hunt, tente de s'échapper.
En 2029, John Connor, chef de la résistance humaine, mène la guerre contre les machines dans un monde ravagé à la suite d'une offensive nucléaire lancée par un programme de défense militaire, Skynet, le 29 août 1997. En pleine offensive de Los Angeles, John a des craintes quant à l'avenir, quand des espions TECOM révèlent un nouveau plan de Skynet : il prévoit de l'attaquer sur deux fronts, le passé et l'avenir, afin de changer définitivement l'issue du conflit.
John Connor, jeune adulte, n'est pas convaincu d'être débarrassé de la menace de Skynet et ne veut pas de son destin. Alors, il fuit continuellement, vivant de petits boulots, et sans aucun moyen pour le localiser (ni maison, ni téléphone, ni carte de crédit). Le Jugement Dernier ne s'est pas déroulé à la date prévue.
En 1989, Kevin Flynn, un développeur de logiciels et directeur de la société ENCOM International, disparaît soudainement. Vingt ans plus tard, son fils Sam s'intéresse aux projets de la compagnie, désormais dirigée par une assemblée de directeurs mais dont il est toujours partenaire associé par héritage. Peu après une intrusion dans les bureaux d'ENCOM pour y mettre en téléchargement libre un logiciel qu'ENCOM comptait vendre cher, Sam fuit et reçoit chez lui la visite d'Alan Bradley, ancien collègue et ami de son père, qui lui dit avoir reçu un message étrange, car provenant de la salle d'arcade abandonnée de Kevin Flynn. Sam s'y rend et découvre un bureau caché où il est envoyé malgré lui dans la Grille, un monde virtuel créé par son père.
Harry Tasker a une double vie : il est un agent secret travaillant pour la Omega Section - The Last Line of Defense du gouvernement des États-Unis ; mais pour sa famille, il est un banal représentant en informatique, constamment en déplacements professionnels. Sa femme Helen, secrétaire juridique, lasse de ses absences répétées et de sa vie morne, se laisse embobiner par un petit escroc et imposteur des exploits de Harry passant dans les journaux, Simon.
Ancien policier de la route, Max Rockatansky (Tom Hardy) erre désormais seul au volant de son bolide (une Ford Falcon XB 351) dans un monde dévasté où les clans de cannibales, les sectes et les gangs de motards s'affrontent dans des déserts sans fin pour l'essence et l'eau. L'un de ces clans est aux ordres de « Immortan Joe » (Hugh Keays-Byrne), un ancien militaire devenu leader tyrannique. L'une de ses plus fidèles partisanes, l'« imperator » Furiosa (Charlize Theron), le trahit et s'enfuit avec un bien d'une importance capitale pour le chef de guerre : ses « épouses », un groupe de jeunes femmes lui servant d'esclaves et de « pondeuses ».
Un an après avoir réussi à reprendre sa fille des mains de la mafia albanaise, Bryan Mills, ex-agent de la CIA, est en vacances avec sa famille à Istanbul mais doit faire face à Murad, le chef du clan. Ce dernier réclame vengeance après la mort de son fils.
En 2003, dans la prison de Longview, Marcus Wright va être exécuté pour le meurtre de son frère et de deux policiers. Le docteur Serena Kogan, elle-même condamnée par un cancer en phase terminale, tente de le convaincre de léguer son corps à la science. En l'occurrence à la genetic division (section génétique) de Cyberdyne Systems, l'entreprise responsable de la mise au point du programme Skynet. Peu après avoir signé le document que lui a présenté le docteur Kogan, Marcus est exécuté par injection létale.