二戰結束后不久，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說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，并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，意欲置哥斯拉于死地。而哥斯拉也闖入東京，進行一場毀滅性的破壞。科學家芹澤大助攜帶其研發的氧氣毀滅者裝置參與行動，在哥斯拉登陸后，他獨自潛入水中引爆裝置，與怪獸一同消亡。人類的命運懸于一線的危機最終得以終結。本片根據香山滋的科幻小說改編而成。