En el último verano del siglo XX los seres humanos descubrieron que no son los únicos que gobiernan el planeta Tierra, pues aparecen enormes criaturas conocidas como “kaiju” y el ser definitivo que los destruye a todos: Godzilla. Debido a la batalla contra los monstruos que duró más de medio siglo, los humanos han experimentado una derrota tras otra hasta que, finalmente, deciden escapar de la Tierra. En el año 2048, solo aquellos seleccionados por la IA que controla el gobierno central pudieron subir a la nave emigrante intersideral Aratrum para dirigirse a Tau Ceti e, un planeta a 11,9 años luz del nuestro. Sin embargo, las diferencias en las condiciones ambientales son mucho peores de lo previsto y el nuevo mundo resulta ser uno imposible de habitar.

Una profecía ancestral de Okinawa predice que un monstruo aparecerá a destruir el mundo pero será detenido por dos criaturas colosales. El hallazgo de una estatua en las cavernas de Okinawa indican que se trata de la llave para llamar a King Caesar, el guardián de la zona, y el único que puede detener la oleada de destrucción provocada por el recientemente aparecido Godzilla. Las señales de la profecía parecen cumplirse, pero un grupo de científicos comienza a descubrir pistas que indican que nada es lo que parece. Y ello se confirma cuando el verdadero Godzilla aparece en escena, desintegrando el camuflaje de la criatura que destruye las ciudades, y revelando ser un sosías robótico. Es MechaGodzilla, un ser cibernético construido por la raza alienígena del tercer planeta del Agujero Negro, que ha llegado a la Tierra con pretensiones de invadirla.

En el film anterior, se había conseguido derrotar a un nuevo Godzilla gracias a un gigantesco robot muy similar al monstruo: el Mechagodzilla o Kiryu, que ahora está en proceso de reparación. Mientras tanto, las diminutas gemelas de la Isla Infante (hogar de Mothra) proporcionan al doctor Chujo una información de vital importancia: Kiryu ha sido construido con los huesos del Godzilla original, y el espíritu del monstruo no descansará hasta que sus restos regresen al mar. Chujo se pone en contacto con el Gobierno para que destruyan el proyecto Kiryu, porque Mothra, en cuanto reaparezca Godzilla, defenderá de nuevo el Japón, pero ministros y militares desoyen la advertencia. Y el gigante verde vuelve a aparecer en Tokio, desatando una oleada de destrucción. Pronto tendrá lugar el enfrentamiento entre Godzilla y Mothra, que cuenta con la ayuda del robot gigante, aunque no está totalmente reparado.