W 2003 roku razem z Willem Smithem i Martinem Lawrence’em nakręcił Bad Boys II, który przyniósł prawie dwukrotnie większe zyski niż część pierwsza. Dwa lata później zrealizował film Wyspa z Ewanem McGregorem i Scarlett Johansson. Była to jego pierwsza produkcja bez udziału Jerry’ego Bruckheimera. I choć kosztujący 126 milionów dolarów film zarobił w Stanach Zjednoczonych 46 mln, a na świecie 172 mln dolarów, Bay oznajmił, że nie był zadowolony z kampanii marketingowej w USA, a widzowie mogli być zdezorientowani co do jego prawdziwej istoty.
Seria Transformers thumb|250px|Michael Bay na planie filmu Transformers (2006)
W 2007 nawiązał współpracę ze Stevenem Spielbergiem, z którym wyprodukował film Transformers. Produkcja odniosła olbrzymi sukces i zarobiła na całym świecie ponad miliard dolarów, z czego 300 mln w Stanach Zjednoczonych.