Après l'attaque d'un bateau de pêche, le seul membre d'équipage survivant se rend compte que ce n'est autre qu'un Godzilla ressuscité. Cependant, les efforts pour faire la lumière sur l'histoire sont réprimés par le gouvernement japonais au milieu des tensions politiques croissantes entre les États-Unis et l'Union soviétique, qui sont tous deux prêts à bombarder le Japon pour arrêter le monstre.

Deux astronautes partent en mission d'exploration sur une planète orbitant autour de Jupiter et récemment découverte. Arrivés sur place, ils rencontrent les habitants, les Ixiens, qui sont assiégés et contraints de vivre sous terre à cause de King Ghidorah. Les Ixiens proposent un marché aux Terriens : si ceux-ci acceptent de leur prêter Godzilla et Rodan pour tuer King Ghidorah, ils offriront à la Terre un vaccin capable de guérir toutes les maladies.

Dans la ville minière de Kitamatsu, les ouvriers craignent pour leurs vies. Le puits est devenu trop profond, causant inondation et éboulements dans les boyaux d'extraction. Deux mineurs disparaissent alors dans les sous-sols, puis les policiers partis à leur secours sont retrouvés mutilés. La nuit, Shigeru et Kyo, deux proches de l'un des disparus, sont attaqués par un monstre provenant de la mine...