Мировая премьера фильма состоялась в Москве в рамках Московского международного кинофестиваля 23 июня 2011 года. Из-за конфликта с режиссером фильма Меган Фокс была вынуждена покинуть проект. 1 миллион американских долларов был потрачен в течение двух съемочных дней в Художественном музее Милуоки. Майкл Бэй — единственный режиссер, которому было разрешено дважды снять запуск космического шатла («Армагеддон» (1998) и «Трансформеры 3»). Трансформеры созданы компанией по производству игрушек Hasbro в 1984 году, позже ставших медиаимперией из мультсериалов и комиксов. Сегодня права на комиксы Трансформеров принадлежат издательству IDW и они дополняют как кинофраншизу, так и оригинальную вселенную Трансформеров. Главными претендентками на роль Карли были Бруклин Декер и Сара Райт. Также её могли сыграть Джемма Артертон, Эшли Грин, Миранда Керр, Бар Рефаэли, Эмбер Херд, Камилла Белль, Кэти Кэссиди, Хейди Монтаг и Анна Кендрик. Майклу Бэю достается 8% от продаж всей мерчандайзинговой продукции — игрушек, сувениров, комиксов — связанной с фильмом. К оригинальным игрушкам Трансформеров, не брендированных в стиле кинофраншизы, это не относится. Во время съемок автомобильной сцены в штате Индиана лопнул буксировочный трос. Оторвавшись, он тяжело ранил водительницу. Габриэла Седийо осталась в живых, но лишилась глаза, получила серьезное повреждение головного мозга и оказалась наполовину парализована. За весь период съемок фильма было уничтожено 532 автомобиля. Одну из экшен-сцен Бэй планировал снять в Чикаго, на крыше небоскрёбов-близнецов Marina City, за что их владельцы потребовали $40 тыс. Казалось бы, незначительная по голливудским меркам сумма, но, по мнению Бэя, она была завышенной, и режиссер отказал «вымогателям». Сентинел Прайм (озвучивал в оригинале Леонард Нимой) перед финальной битвой с Оптимусом говорит: «Потребности большинства перекрывают потребности меньшинства». Примечательно, что это фраза является фразой Спока («Звёздный путь» (1966-1969)), роль которого исполнял Леонард Нимой. В моменте, где Сэма вызвала глава разведки на заднем плане виден самолет с бортовым номером N4500X. Такой же номер был на борту вертолета-десептикона в 1 части.