该影片从故事上围绕两条主轴展开,故事一方面以影片男主人公骆嘉豪(张锦程 饰)身为一名卧底警员打入走私犯罪团伙内部,却遭反派逼迫导致行为上身不由己,另一方面讲述了骆嘉豪和弟弟骆嘉轩(李昊瀚(山野) 饰)之间从身份对立到两人携手并肩作战的故事。 五年前,一趟货,将军(陈保元 饰)本想黑吃黑,陷害骆嘉豪(张锦程 饰),却没想到令弟弟赔了一条命。他将弟弟的死归咎到骆嘉豪身上,却又不得不利用骆嘉豪搭上断了的线,为逼骆嘉豪帮忙,他使出各种卑鄙手段陷害,却没想到栽在骆嘉豪之手;在这次任务中,因犯罪分子计划改变,骆嘉豪任务失败;为不被怀疑,骆嘉豪被迫坐了五年牢。他厌倦了两面为人的生活,向上级表达出狱后过平淡生活的想法。 五年后,骆嘉豪出狱,兄弟们恳求、将军逼迫,甚至被父母、亲弟弟骆嘉轩(李昊瀚(山野) 饰)误会,他依旧不改初心,不予辩解,坚持过平淡生活;最后,骆嘉豪还是站了出来,并与警方合作,一举消灭犯罪集团。
1999年,某个东西被卡车运出了馆山市。几天后,哥斯拉登陆了馆山,特生自卫队出动与之展开了苦战。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,并被派去了资料科。 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)等科学家开始研究对付哥斯拉的G兵器。他们以在馆山冲挖掘出来的初代哥斯拉骨骼为基础,用了四年制成了机械哥斯拉——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。同时,茜被派去了机龙队,担任机龙的操作员。 就在准备机龙测试机动时,哥斯拉又在东京湾出现了。机龙赶赴现场与哥斯拉对战,却因哥斯拉的吼声唤醒了体内的野兽灵魂,突然暴走,在城市中造成了大破坏。 为了改良机龙,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声的干扰。但由于对再次暴走的担忧,五十岚迟迟不允许出动机龙。 哥斯拉再度出现在东京湾,一路无视特生自卫队的攻击来到了品川,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动。 为了打败哥斯拉,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开始了。