Gdy historia zaczyna się w Japonii, znajdujemy oddanego kierownika elektrowni jądrowej Joe Brody (Bryan Cranston) tak pochłoniętego swoją pracą, że zapomina, że są jego urodziny. Wysyłając swojego małego syna Forda do szkoły przed zgłoszeniem się do elektrowni wraz z żoną Sandrą (Juliette Binoche), która pracuje w reaktorze, Joe zaczyna podejrzewać, że jakaś podejrzanie wzorowana aktywność sejsmiczna może być czymś bardziej złowieszczym niż przesuwanie się płyt tektonicznych. także dlatego, że kiedy elektrownia przechodzi w tryb topnienia, a Sandra zostaje złapana po niewłaściwej stronie drzwi zabezpieczających, następuje masowe tuszowanie. Piętnaście lat później Ford (Aaron Taylor-Johnson) został ekspertem od usuwania bomb w amerykańskiej armii. Właśnie wrócił do domu, do swojej żony Elle (Elizabeth Olsen) i ich syna Sama (Carson Bolde), kiedy dostaje wiadomość, że Joe został aresztowany w Japonii. Od dawna odseparowany od swojego ojca, który został skreślony jako teoretyk spiskowy za nieudane próby udowodnienia, że rząd japoński próbował ukryć coś na temat wcześniejszej katastrofy, Ford mimo to wyrusza do Japonii, aby wyciągnąć go z więzienia, i niechętnie zgadza się dołączyć mu w podróży do ich starego domu w strefie objętej kwarantanną. Następnie zatrzymani, para trafia do zakładu, w którym pracował Joe, i gdzie naukowcy dr Ichiro Serizawa (Ken Watanabe) i Vivienne Graham (Sally Hawkins) badają masywną strukturę przypominającą kokon, która wydaje się żywić promieniowanie. Sytuacja staje się krytyczna, gdy wydarzenia z teraźniejszości zaczynają odzwierciedlać te z przeszłości, a przerażająca skrzydlata istota nazwany „MUTO” zostaje uwolniona. W międzyczasie, gdy wojsko próbuje opracować plan zniszczenia bestii, sygnały wskazują, że wzywała ona czegoś, zanim się uwolniła, a naukowcy dowiadują się, że obudziła potężnego, boskiego lewiatana, który leżał uśpiony przez wieki, i może być jedyną nadzieją ludzkości na przywrócenie równowagi w przyrodzie.
