因哥斯拉而失去儿子安德鲁的马克（凯尔·钱德勒 饰演）和妻子爱玛，以及他们的女儿麦迪森都陷入了痛苦之中，他们一直活在创伤之中。
马克恨哥斯拉，想让它从地球上消失，爱玛则是研究哥斯拉。事实上，为了私念——维护地球平衡的爱玛与恐怖组织合作了。她利用声谱仪逐一放出怪兽哥斯拉、拉顿、基多拉、魔斯拉。
正在联合国开会的帝王组织的芹泽博士（渡边谦 饰演）是一个哥斯拉的拥趸者，他一直认为哥斯拉可与人类共存，他听说爱玛被恐怖组织绑架之后，哥斯拉可能因此而死亡，于是去向爱玛的丈夫马克和帝王组织在中国云南的分站陈博士（章子怡 饰演）寻求帮助。
在中国云南工作的科学家陈博士也是帝王组织的工作人员，她见证了魔斯拉的整个蜕变过程。
