トランスフォーマー/ダークサイド・ムーン
演 - ドン・ジーンズ、吹き替え - 宮内敦士
アポロ11号の船長。月面に降り立った最初の人類となった後、仕組まれていた通信途絶の合間を見計らって月面に墜落したトランスフォーマーの宇宙船を調査する。
声 - グレッグ・バーグ / 吹き替え - 佐藤せつじ
前作に登場したロングハウルと同型のトランスフォーマー。戦いでボディを失ったのか頭部だけの状態で生きており、メガトロンにまとわりついている。命名はメガトロンによる。リンカーン記念館のシーンまで登場しているが、その後の消息は不明。
シリーズ初の3D作品であり、『アバター』で使用された3D-フュージョン・カメラ・システムを用いて撮影されている。ベイ監督は元々、本作品を3Dで制作しない方針をとっていたが、本シリーズのファンであると公言しているジェームズ・キャメロンの強い勧めで本作品は3Dフュージョン・カメラ・システムで撮影された。一部のシーンでは、フュージョン・カメラで撮影された映像とロボットの合成が複雑なシーンがあったのと、マイケル・ベイ監督による『アイランド』のチェイスシーンの流用映像があるため、通常の2D映像を3Dに擬似変換しているシーンが含まれる。
声 - フランク・ウェルカー / 吹き替え - 斉藤次郎
IDナンバー - DD-05
ディセプティコン側のメインビジュアルキャラクターを担当した、本作品の表向きのメインヴィラン。各種媒体によってそれぞれ容姿に違いが存在する。初代アニメで同名のキャラクター(日本版ではレーザーウェーブ)を演じたコーリー・バートンは一作目公開時から声優の候補として挙がっていたが、派手なアクション映画を好まない本人の意向により実現しなかった。
主にG1のレーザーウェーブを意識したデザインとなっており、頭部は単眼で、片腕に巨大な粒子波動砲を搭載、体色は紫掛かっている。玩具はエイリアンタンクに変形するが、本編ではドリラーに搭乗していたので変形することはなかった。
チェルノブイリとシカゴで反撃に回った人間側を追い詰めるが、シカゴでNEST部隊とオートボットの猛攻で眼球が外れて怯み、続けて急襲したオプティマス・プライムの攻撃で胴体と単眼を抉られて死亡した。彼のキャノンはスペースブリッジを停止させるためにオプティマス・プライムに利用された。戦闘力はかつてのメガトロン、もしくはそれを遥かに上回るとされる。
IDWコミックで彼が地球に来て復活した過程、前作に登場した人間(ギャロウェイなど)やオートボット(ジョルトなど)を始末する経緯を読むことが可能。
劇場公開時では登場時に発した「Optimus(オプティマス!)」の一言しか翻訳されなかったが、実際には翻訳されていない台詞が複数存在しておりソフトの英字幕を表示すると確認することが出来る他(シカゴでエップスたちと遭遇した時に発した「Drillerbot is thirsty.
メインスタッフからは『アイランド』以来マイケル・ベイ監督作品で脚本を務めていたアレックス・カーツマン&ロベルト・オーチーのコンビが降板し、前作で加わったアーレン・クルーガーが一人で脚本を担当することになった。2作目で若干過剰気味であった下ネタ要素は今回では控えめになり、また前2作ではほとんど見られなかったディセプティコンによる民間人に対する殺戮シーンが直接的に描かれ、シリーズ中、最もシリアスなエピソードが描かれる。
新キャラクターとしてディセプティコンの防衛参謀「ショックウェーブ」や、前作で名前のみ登場した「センチネル・プライム」などが登場する。また本作品からはゼネラルモーターズに加えてメルセデス・ベンツ、フェラーリの協力もあり同社の高級車が多数登場する。また前作で登場したオートボットのザ・ツインズ(スキッズ、マッドフラップ)は登場しないと公式で発表された。
本作品の基本プロットには初代アニメ版第26〜第27話「メガトロン地球征服作戦」(英語版第35〜第36話「Megatron's Master Plan」)のデストロンの策略でサイバトロンが地球から追放されるというシチュエーションと、第66話〜第68話「破滅の日」(英語版第11〜第13話「The Ultimate Doom」)の巨大なスペースブリッジによって地球の上空にセイバートロン星が出現するというシチュエーション、アニメ版『マイクロン伝説』の戦局を左右するアイテムを載せた宇宙船が月面へ墜落するというシチュエーションが組み込まれている。
ネスト部隊のスカイダイビングは、J・T・ホームズ率いるプロのスカイダイバーチームが担当。ウィリス・タワーの屋上から実際にダイブし、CGなどの視覚効果は一切使用されていない。
声 - ロバート・フォックスワース / 吹き替え - 浦山迅
IDナンバー - RA-06
科学者も兼任。ハマーH2のレスキュー車に変形する。
カラーリングが全面的に変更され、白いラインが入っている他、左腕もバルカン砲に変形可能となっている。本作品では主にオプティマス・プライムと2人で行動しており、彼と共に月に赴いてセンチネル・プライムを回収した。サウンドウェーブに撃たれたりセンチネル・プライムに斬られてもすぐに戦線復帰するなど、高い耐久力を持つ。