- Shia Labeouf Sam Witwicky
- Rosie Huntington-Whiteley Carly Spencer
- Patrick Dempsey Dylan Gould
- Josh Duhamel Teniente Coronel William Lennox
- Tyrese Gibson Sargento Mayor Fuerzas Aéreas Epps, Jubilado
- John Turturro Simmons
- Julie White Judy Witwicky
- Frances McDormand Charlotte Mearing
- John Malkovich Bruce Brazos
- Ken Jeong Jerry Wang
- Alan Tudyk Dutch
- Kevin Dunn Ron Witwicky
- Hugo Weaving Megatron (voz)
- Leonard Nimoy Sentinel Prime (voz)
- James Remar Sideswipe (voz)
- Tom Kenny Wheels (voz)
- Chris Sheffield
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