Agensi kripto-zoologi Monarch berhadapan dengan sekumpulan monster seukuran dewa, termasuk Godzilla yang perkasa, yang bertabrakan dengan Mothra, Rodan, dan musuh bebuyutannya, Raja Ghidorah yang berkepala tiga . Kisah baru ini mengikuti upaya heroik agensi kripto-zoologi Monarch saat anggotanya berhadapan dengan sekumpulan monster berukuran dewa, termasuk Godzilla yang perkasa, yang bertabrakan dengan Mothra, Rodan, dan musuh bebuyutannya, Raja Ghidorah yang berkepala tiga .Ketika superspesies purba ini, yang dianggap hanya mitos belaka, bangkit kembali, mereka semua bersaing untuk mendapatkan supremasi, sehingga keberadaan umat manusia berada dalam bahaya . Ketika dunia masih dalam masa pemulihan dari kenyataan bahwa monster itu ada, mereka menghadapi ancaman baru: kembalinya para Titan . Sekarang agensi crypto-zoological Monarch hanya memiliki satu kesempatan untuk menghentikan mereka: biarkan Godzilla bertarung habis-habisan sebagai seluruh dunia itu sendiri menyaksikan Mothra, Rodan, Ghidorah, dan Godzilla bertarung memperebutkan gelar Raja Para Monster Lima tahun tenang setelah penampakan pertama MUTO dan peristiwa bencana yang hampir meratakan San Francisco di Godzilla (2014), generator bio-akustik yang kuat dari Dr Emma Russell, Orca, memicu kebangkitan Titan Bumi Berongga di seluruh dunia raksasa kuno yang sudah lama tidak aktif muncul kembali satu per satu, teroris lingkungan radikal, Kolonel Alan Jonah, mendapatkan perangkat audio, sangat ingin memulihkan keseimbangan alam; spesies manusia .

Akibatnya, Kaiju dan Raja Monster terhebat, Godzilla, harus bertarung dengan penantang mahakuasa yang bisa menyemburkan petir untuk mendapatkan gelar: Monster Zero berkepala tiga, Ghidorah . Apakah Godzilla adalah pembela umat manusia atau musuhnya Dr . Emma Russell (Vera Farmiga) adalah Ahli Paleobiologi untuk organisasi Crypto-zoological Monarch, yang mencari dan mempelajari makhluk raksasa yang dikenal sebagai "Titans" . Dia dan putrinya Madison (Millie Bobby Brown) menyaksikan kelahiran larva raksasa yang dijuluki di dalam markas Monarch (menyamar sebagai Piramida Maya) . Emma menenangkan Mothra dengan "Orca", sebuah perangkat yang mampu memancarkan frekuensi yang dapat menarik atau mengubah perilaku Titan . Sekelompok teroris ekologi, dipimpin oleh Alan Jonah (Charles Dance pangkalan dan menculik Emma dan Madison . Mothra melarikan diri dan menjadi kepompong di bawah air terjun . Ilmuwan raja Dr . Ishiro Serizawa (Ken Watanabe) dan Dr . Vivienne Graham (Sally Hawkins) mendekati Mark Russell (Kyle Chandler), mantan suami dan Emma melacak mereka . Mereka memberitahunya bahwa tim Monarch sedang melacak 17 monster . Mark ingin mereka dihancurkan tetapi Serizawa percaya beberapa dari mereka baik hati . Serizawa ingin bantuan Mark's untuk memecahkan kode frekuensi yang digabungkan Emma di Orca, sehingga mereka dapat melacak Orca dan karenanya melacak Emma dan Madison .

Mark berspekulasi bahwa Alan menggunakan Mothra sebagai pengalih perhatian sehingga dia dapat berkonsentrasi memikat semua 17 monster . Tim Monarch mengikuti Godzilla ke Antartika (Godzilla tiba-tiba bangkit dari tidur nyenyaknya di sarang lautnya danmulai melakukan perjalanan menuju Antartika), di mana Jonah bermaksud untuk membebaskan Titan berkepala tiga dengan nama kode "Monster Zero" . Emma membebaskan dan membangunkan Monster Zero (mengendalikannya dengan Orca setelah menyetel frekuensinya ke frekuensi alfa Zero), yang membunuh beberapa anggota, termasuk Dr . Graham, sebelum melawan Godzilla . Godzilla dengan cepat dikalahkan karena nafas nuklirnya meleset dari sasarannya dan Monster Zero mencetak beberapa serangan langsung dengan laser listriknya ke Godzilla . -- Tim menyadari bahwa Emma tidak diculik olehteroris tetapi diam-diam bekerja dengan mereka . Emma menghubungi mereka dan berpendapat bahwa para Titan harus dibangunkan untuk menyembuhkan planet ini dari kerusakan yang disebabkan oleh manusia . dia berpendapat bahwa kehidupan tumbuh di mana pun para monster bertempur, yang disebabkan oleh radiasi mereka .Jonah dan Emma membangunkan Rodan (Iblis Api) di Meksiko . Monarch memikat Rodan untuk melawan Monster Zero yang mendekat, tetapi Monster Zero dengan cepat mengalahkan Rodan sebelum disergap oleh Godzilla, yang memenggal salah satu kepalanya . Selama pertarungan, Angkatan Laut meluncurkan aprototipe rudal yang disebut "Penghancur Oksigen", tampaknya membunuh Godzilla .

Monster Zero bertahan, menumbuhkan kembali kepalanya yang hilang, dan membangunkan semua Titan yang tidak aktif lainnya di seluruh dunia, dengan Rodan tunduk pada aturannya . Karena ini, Madison tidak mengakui ibunya . Melaluiteks mitologi, Dr . Ilene Chen (Zhang Ziyi) menemukan bahwa Monster Zero adalah Ghidorah, alien kuno yang berusaha melakukan Terraform Bumi . Mothra muncul dari kepompongnya dan terbang ke markas Monarch's di Bermuda untuk berkomunikasi dengan Godzilla, yang selamat dari ledakan dansedang memulihkan diri di kota bawah laut kuno . Melalui kapal selam, tim menemukan sarang Godzilla, di mana seluruh areanya sangat radioaktif . Mereka menyimpulkan bahwa perlu waktu bertahun-tahun untuk menyembuhkannya, dan memutuskan untuk meledakkan hulu ledak nuklir untuk membuat dia menjadi fibrilasi . Serizawa mengorbankan dirinya sendiri (Karena sistem persenjataan kapal selam rusak) dengan meledakkan senjata secara manual, yang menghidupkan kembali Godzilla dan meningkatkan kekuatannya . Di Boston (Di salah satu bunker "Akhir dunia" milik Monarch tempat mereka bersembunyi), kehancuran yang akan ditimbulkan Ghidorah dan para Titan lainnya ke Bumi jauh lebih buruk daripada apa yang dapat ditimbulkan oleh manusia, tetapi Jonah mengabaikan permintaannya . Madison sengaja mendengar ini dan mencuri Orca . Madison menyiarkan frekuensi di Fenway Park yang menenangkan dan tanpa disadarimenarik para Titan ke lokasinya .

Ghidorah mendarat di Boston untuk menghancurkan Orca, dengan Godzilla tiba dengan bantuan Monarch untuk menyerangnya . Mark memimpin tim untuk menyelamatkan Madison dan melarikan diri dari kota setelah mengetahui bahwa tingkat radiasi Godzilla meningkatdan akan menyebabkan ledakan termonuklir . Mothra tiba tetapi dicegat oleh Rodan, yang dia kalahkan . Ghidorah mengalahkan Godzilla dan bersiap untuk membunuhnya, tetapi Mothra mengorbankan dirinya dan mentransfer energinya ke Godzilla, dengan cepat menyembuhkannya . Mark, Emma,dan Madison bersatu kembali dan mengaktifkan kembali Orca untuk memancing Ghidorah menjauh dari Godzilla . Emma mengorbankan dirinya, memberi Mark dan Madison waktu untuk melarikan diri . Godzilla memasuki keadaan baru yang diberdayakan, bersinar merah dan melelehkan segala sesuatu di sekitarnya . Dia mengalahkan Ghidorah denganpulsa nuklir dan menghancurkan kepala terakhir . Rodan dan para Titan lainnya berkumpul di Godzilla dan membungkuk padanya . Selama kredit, kliping berita dan file Monarch menunjukkan bahwa para Titan membantu menyembuhkan Bumi, dugaan telur Mothra kedua telah ditemukan,beberapa Titan berkumpul di Pulau Tengkorak, dan lukisan gua kuno menunjukkan Godzilla melawan Kong . Dalam adegan pasca-kredit, Jonah dan pasukannya membeli sisa kepala kiri Ghidorah yang terpenggal di Meksiko .