恐龍襲東京二戰結束後不久，日本南海驚現離奇事件，打撈船榮子丸在平靜的海面上突然遇難，幸存者寥寥，前去搜救的賓果丸也一去不返。不久，南海附近的島嶼大戶島遭受到恐怖的襲擊，島上的老人聲稱這便是傳説中的怪獸哥斯拉作怪。古生物專家山根京平教授受命前往調查，根據現場遺留的痕跡斷定，這個怪物是 200 萬年前侏羅紀時代存活下來的恐龍，並且在原子彈輻射的影響下，化身為更具破壞力的恐怖怪獸。該論斷一經公布，便在日本國內引起軒然大波。政客和軍隊紛紛行動，意欲置哥斯拉於死地。而哥斯拉也闖入東京，進行一場毀滅性的破壞。人類的命運懸於一線……
真‧哥斯拉東京灣海底突然發生爆炸，總理輔助官赤坂（竹野內豐 飾）等保守派官員認為是自然災害造成；唯副長官矢口（長谷川博己 飾）卻指出海中可能有巨型生物。突然，巨獸「哥斯拉」登陸東京灣，對新宿、澀谷、鐮倉一帶大肆破壞，全國陷入恐慌。國際對事件關注，美國派出特使加代子（石原里美 飾）前往當地介入，她卻要求尋找一位能源部的失蹤教授。日本出動海陸空自衛隊，準備與哥斯拉決一死戰，卻發現哥斯拉體內有大量輻射，可能引爆新一次核危機…
