魔眼之匣谜案的几个月后， 剑崎比留子突然收到了一份委托。以医疗研究闻名的企业成岛IMS，其社长从一位游乐园员工那里得知， 每隔几个月就会有一名工作人员被召到这家废墟主题公园中的凶人馆， 被召去的人从此不知去向。 而这个凶人馆是由班目机构原研究人员经营的， 里面可能隐藏着比留子等人追踪的班目机构的研究成果……

在对抗外星人的入侵并成功封住虫洞的十年后，人类从废墟中站起来。他们忘记了恐惧，纵情狂欢，其中便包括斯特克·潘特考斯特将军的儿子杰克（约翰·博耶加 John Boyega 饰）。在一次偷到废弃机甲零件的过程中，他偶然遭遇以一己之力组装迷你机甲的少女阿玛拉（卡莉·史派妮 Cailee Spaeny 饰）。此后，在姐姐森麻子（菊地凛子 饰）的安排下，杰克和阿玛拉莫玉兰基地接受机甲驾驶员的培训工作。与此同时，总部位于上海的邵氏集团，在总裁邵丽雯（景甜 饰）的主持下，正致力于以无人机甲取代传统机甲。就在这关键时刻，一个与复仇流浪者极其相似的黑色机甲突然出现，并向人类展开了无情杀戮。
人们发现，遥远的外星“先驱”仍在蠢蠢欲动，时刻等待着消灭地球人的时机……

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……