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”。

随着《哥斯拉》和《金刚：骷髅岛》在全球范围内取得成功，传奇影业和华纳兄弟影业联手开启了怪兽宇宙系列电影的新篇章—一部史诗级动作冒险巨制。在这部电影中，哥斯拉将和众多大家在流行文化中所熟知的怪兽展开较量。全新故事中，研究神秘动物学的机构“帝王组织”将勇敢直面巨型怪兽，其中强大的哥斯拉也将和魔斯拉、拉顿和它的死对头——三头王者基多拉展开激烈对抗。当这些只存在于传说里的超级生物再度崛起时，它们将展开王者争霸，人类的命运岌岌可危……

上世纪70年代，一支集结了科考队员、探险家、战地摄影记者、军人的探险队，冒险前往南太平洋上的神秘岛屿——骷髅岛。他们的到来惊扰了岛上之神——史上最大金刚。经过一番惨烈的激战之后，探险队员散落在了岛屿各处。此时，队员们才意识到这次探险并不是一次单纯的科考任务，而是去探索怪兽存在的证明。
在这片与世隔绝、危险密布的丛林，无数怪异的史前生物暗藏其中，时刻威胁着他们的生命。队员们还遇到了神秘的原始部落，金刚的身世和其守护岛屿的原因也被逐渐揭开，原来，恐怖阴森的骷髅岛上还蛰伏着更凶狠残暴的怪兽……

电影讲述了小女孩美子的故事，她必须以身涉险阻止强大的跨国公司绑架自己最好的朋友 — 巨兽“玉子”。

拥有幸福美满生活的大兵福德·布罗迪（亚伦·泰勒-约翰逊 Aaron Taylor-Johnson 饰），内心隐藏着一个挥之不去的阴影。15年前，他和父亲乔伊（布莱恩·科兰斯顿 Bryan Cranston 饰）、母亲桑德拉（朱丽叶·比诺什 Juliette Binoch e 饰）生活在日本。父母供职于一座大型核电站。就在福德的爸爸生日当天，一场突如其来的灾难摧毁了核电站，他的母亲在灾难中丧生，语焉不详的政府隐瞒真相，以防止核辐射的名义封锁了该地区。但是乔伊却从种种异状觉察到反常之处，十五年来他一直试图揭开当天的灾难之谜，终于发现这一切都是由一只如山一般巨大的怪兽所引起。
怪兽哥斯拉从沉睡中苏醒，令人难以预测的灾难席卷而来……