一艘豪华的邮轮“阿尔戈号”航行在茫茫的大海之上，穿上搭载的除了身价万千的贵妇和富豪外，还有价值无可估量的珍贵货物，然而，在这纸醉金迷的海上生活背后，却隐藏了一个邪恶的阴谋，一群穷凶极恶之徒受到委托，要将这艘邮轮洗劫一空。但是，一种外表可怖的神秘海怪却提前一步袭击了邮轮，富丽堂皇的装潢在霎时间被鲜血淹没。
姗姗来迟的强盗们眼前展现的是一副人间地狱的惨状，幸存者崔莉安（法米克·詹森 Famke Janssen 饰）和西蒙（安东尼·希尔德 Anthony Heald 饰）向他们诉说了事情的经过。现在的情况是，阿尔戈号孤立无援，又有嗜血的怪兽潜伏在黑暗之中，本来敌对的双方现在唯有联起手来，共同杀出一条逃生之路。

东京湾水隧轰然巨响、大水灌入，突发原因不明的崩塌事件。首相官邸召集阁僚开紧急会议，大多认为“原因是地震、海底火山”，看过网络目击影片的内阁官房副长官矢口兰堂（长谷川博己）指出海中可能栖息巨大生物，内阁总理大臣辅佐官赤坂秀树（竹野内丰）及周围的人对矢口意见皆付之一笑。其后，在海上巨大不明生物现身，惊慌失措的政府相关人员收集情报追踪之际，巨大生物登陆镰仓沿路破坏建物前进，日本政府因应设置紧急对策本部下达防卫出动命令，美国国务院则派遣总统特使加代子·安·派特森（石原聪美）关切，面临未曾有的威胁，不仅日本、世界也注视其动向。自卫队与称作“哥斯拉”的巨大生物在川崎市展开大决战，究竟人类是否抵御得了这远远超出所知的“完全生物”。

近未来，地球环境逐步恶化。神秘外星殖民者通过大洋底部的虫洞“缺口”将身形庞大、残冷迅猛、身藏剧毒的怪兽接连派往地球，有条不紊地实施着它们的殖民毁灭计划。为此，人类联手打造“贼鸥计划”，制造出与怪兽体型相当的机甲战士迎战，但随着怪兽渐次进化，机甲战士全面溃败，各国政要试图修筑偏于防守的“生命之墙”以阻挡侵略者的脚步，无奈很快遭遇挫折。在此危急关头，暗中仍推进“贼鸥计划”的斯特克·潘特考斯特将军（伊德瑞斯·艾尔巴 Idris Elba 饰）找回五年前曾遭受重大打击的“危险流浪者”驾驶员（查理·汉纳姆 Charlie Hunnam 饰），并通过严格选拔为他选择了新的搭档森麻子（菊地凛子 饰）。复活的“流浪者”即将与另外三台仅存的机甲战士迎战更强大的怪兽侵略者，同时寻找彻底扫除敌人的良机。
苍茫的大海之上，人类保卫之战接连而起……