オプティマス・プライムはトランスフォーマー: 最後の騎士に、オートボットの生き残ったリーダーとして、またオートボットとディセプティコンの長きにわたる抗争から残った中心人物の一人として登場する。映画の出来事以前、サイバトロンは壊滅し、地球はサイバトロニアンに対してますます敵対的になっていた。トランスフォーマー: ロストエイジの出来事の後、オプティマスは地球を離れ、トランスフォーマーを創造した存在を探して宇宙へと旅立った。彼の不在により、トランスフォーマーが地球上で違法と宣言され、トランスフォーマー反応部隊に追われていた時期に、オートボットはリーダーを失っていた。したがって映画は、オプティマスがすでにオートボットから離れ、サイバトロンの起源とその創造者に関わる個人的な目的を追っているところから始まる。

オプティマスのサイバトロン到着は、この映画における彼の来歴を決定づける出来事となる。荒廃した惑星に到達すると、彼はすぐにそこを故郷と認識し、目の当たりにした状態に反応する。そこへクインテッサが現れ、自らを「生命のプライム」と名乗り、自分が彼を創り出したと主張する。映画はトランスフォーマーの起源に関する説明の一部として彼女の主張を提示するが、クインテッサ自身の証言以外でその主張の細部のすべてを独自に裏付けてはいない。彼女はオプティマスに、彼の戦争がサイバトロンを破壊したと告げ、それを復興させるのを助けなければならないと論じる。オプティマスは戦争を引き起こしたという彼女の非難を拒否し、それを始めたのはメガトロンだと特定する。それでもクインテッサは彼を支配下に置き、彼は自分に属するものだと告げ、サイバトロンの復興を彼女の命令の遂行にかからしめる。

クインテッサの支配下で、オプティマスは映画内でネメシス・プライムとして特定される状態へと変貌する。これは、それ以前にその名のもとで独立して存在していた別のサイバトロニアンの発見として提示されるものではない。最後の騎士において、ネメシス・プライムとはクインテッサの支配下で行動するオプティマス・プライムである。クインテッサは、彼女の創造の力と称される彼女の杖が、十二人の守護騎士たちによって奪われ、地球に隠されたと説明する。さらに彼女は、サイバトロンに生命を取り戻すにはその杖が必要だと述べる。彼女の計画は地球が犠牲になることを要求する。なぜなら彼女はその惑星自体をサイバトロンの古の敵であるユニクロンと特定し、その生命を吸い尽くそうとしているからである。クインテッサが、地球は死にサイバトロンは再生すると彼に告げるとき、彼女は明らかに彼を「ネメシス・プライム」と呼ぶ。すると彼は、自分の行く手を阻む者は誰であれ戦うと宣言する。

したがって映画におけるネメシス・プライムの目的は、サイバトロンの復興に直接結びついている。彼に課された目標は、地球からマーリンの杖を回収し、その力をユニクロンに対して使えるようクインテッサに返還することである。結果として彼の役割は、オプティマス・プライムとは別個の新たな来歴ではなく、クインテッサの計画の一時的な延長である。映画はネメシス・プライムに、独立した幼少期、別個の起源、別個の軍歴、別個の人間関係、あるいはクインテッサがオプティマスを支配する以前に存在した人生を与えてはいない。そうした細部は、映画が確立している範囲を超えるものである。

ストーンヘンジでの対立は、ネメシス・プライムの短い存在における決定的な局面となる。オプティマスは地球に到達し、杖を手に入れようとしながらケイド・イェーガー、バンブルビー、そしてその他の者たちと対峙する。その対峙のさなか、彼はかつて自分とつながりのあった人々やサイバトロニアンと戦う。彼に課せられた支配は、やがてバンブルビーの声がオプティマスの記憶とアイデンティティを呼び覚ましたことで破られる。映画はこの瞬間を、ネメシス・プライムという別個のキャラクターの死ではなく、オプティマス・プライムの回復として扱う。その後、彼は再びオプティマスとして行動し、クインテッサによる地球の破壊を防ぐための取り組みに加わる。

クインテッサの支配から解放されると、オプティマスは最終決戦における役割を再開し、地球とサイバトロンへの差し迫った脅威を止める手助けをする。彼はクインテッサの軍勢と対峙し、敵陣への攻撃に参加し、地球の破壊を防ぐ一助となる。映画のこの部分における彼の行動は、堕落する以前に彼が占めていた立場へと彼を戻す。映画は、ネメシス・プライムのアイデンティティが彼の名、地位、存在を永久に変えるとは確立していない。代わりに、結末は支配が打ち破られた後も同じ個人としてオプティマスが継続することを示している。

最後の騎士の終わりまでに、オプティマスの歴史的な立場は、創造者を探し求める孤立したサイバトロニアンのリーダーから、再びオートボットを母星へと導く存在へと変わっている。彼の締めくくりのメッセージは、地球とサイバトロンは今や結びついており、二つの世界は惑星を修復し、生き残るために協力しなければならないと述べている。そして彼はオートボットたちへ、家に帰る時が来たと告げる放送を送る。したがって映画は、サイバトロンの復興が彼の物語の結末ではなく、人生の次の段階となる形で終わる。

映画に厳密に即して言えば、最後の騎士におけるオプティマス・プライムの来歴は、サイバトロンの破壊、オートボットのリーダーとしての役割、創造者を求めての地球からの旅立ち、死にゆくサイバトロンの残骸でクインテッサと出会ったこと、ネメシス・プライムへの強制的な変貌、マーリンの杖を回収するという命じられた任務、クインテッサの計画の道具としての一時的な利用、バンブルビーの声を通じた真のアイデンティティの回復、そしてオートボットの大義への復帰によって形作られた長い人生の継続である。映画は彼のより深い起源を、意図的にトランスフォーマーの創造者の謎とクインテッサの主張に結びつけたままにし、一方で彼の当面の遺産は、オートボットをサイバトロンへと連れ戻し、両世界の存続と修復に向けて取り組むという決断に委ねられている。