1999年,某个東西被卡车运出了馆山市。几天後,哥斯拉登陸了馆山,特生自卫队出動与之展開了苦战。在战斗中,自卫队员家城茜(釈由美子 饰)意外害死了战友叶山二尉(森末慎二 饰),自己却侥幸活了下来,并被派去了資料科。 另一方面,日本政府在柘植真智子首相(水野久美 饰)的指挥下,召集了汤原德光(宅麻伸 饰)等科学家開始研究对付哥斯拉的G兵器。他们以在馆山衝挖掘出来的初代哥斯拉骨骼為基础,用了四年製成了机械哥斯拉——3式机龙。柘植首相辞职,由科学技术厅长官五十岚隼人(中尾彬 饰)就任新首相。同時,茜被派去了机龙队,担任机龙的操作员。 就在准備机龙测試机動時,哥斯拉又在東京灣出现了。机龙赶赴现场与哥斯拉对战,却因哥斯拉的吼聲唤醒了體内的野兽灵魂,突然暴走,在城市中造成了大破坏。 為了改良机龙,汤原改变了机龙DNA计算机的碱构造,使机龙不会再受哥斯拉叫聲的干扰。但由于对再次暴走的担忧,五十岚迟迟不允许出動机龙。 哥斯拉再度出现在東京灣,一路無視特生自卫队的攻擊来到了品川,令城市变成了一片火海。面对如此情景,五十岚终于同意让机龙出動。 為了打敗哥斯拉,机龙被送到了品川。茜也抱着必死的觉悟。机龙和茜的战斗就这样開始了。