Un an après la défaite de Godzilla face à Kiryu, le Japon répare Kiryu et s'apprête à reconstruire la ville détruite. Le grand-père d'un des hommes de maintenance du robot est visité par les shojibin, les petites fées qui parlent au nom de Mothra, de vieilles connaissances puisqu'il les a rencontrées il y a 43 ans. Elles rappellent que Kiryu est bâti sur le squelette du Godzilla original et que ses os devraient reposer en paix. Si les autorités s'entêtent à utiliser le robot, Mothra ne viendra pas les aider si Godzilla refait surface et pourrait même devenir ennemie de l'humanité.
Depuis les premières apparitions de monstres géants, la Terre s'est dotée d'une force armée spécialement entraînée pour lutter contre cette nouvelle menace, dont le fer de lance est une équipe de mutants. Un jour cependant, diverses créatures attaquent de façon simultanée les grandes capitales et l'armée se retrouve totalement dépassée. Un vaisseau spatial apparaît alors et fait disparaître tous les monstres. À son bord, des extraterrestres de la planète X qui viennent prévenir les terriens qu'une comète géante est sur le point de rentrer en collision avec la Terre. Godzilla, libéré de sa prison de glace, n'a d'autre choix que d'affronter les aliens, mais un ennemi plus fort que tous les autres apparaît sur Terre : Monster X, qui deviendra Keizer Ghidorah. Godzilla doit stopper le dragon tricéphale ainsi que le météore.
Charles Hatton détient une agence de voyage pas comme les autres : elle permet de faire un saut dans le temps et d'aller tuer un Allosaure il y a 65 millions d'années puis de revenir avec une vidéo. Malgré l'opposition d'une faible partie de la population qui voit un risque certain dans ces sauts, les chasseurs accompagnent les touristes du temps pour faire et refaire le scénario de l'Allosaure... Mais lors d'un saut, les fusils tombent en panne et l'un des clients, paniqué, tue un papillon. Le cours entier de l'évolution est alors changé, et le « nouveau présent » rattrape le présent, changeant progressivement la faune et la flore comme elles devraient être sans le papillon. Afin de corriger l'erreur temporelle, un chasseur et une scientifique tentent de revenir au moment du saut pour empêcher l'erreur de se produire.
Depuis des années, le Japon assiste impuissant aux attaques de Godzilla contre les sources d'énergie nucléaires. Les armes les plus dévastatrices ont été employées mais rien n'a jamais semblé pouvoir ébranler le grand monstre. Nombreux sont ceux qui ont perdu la vie en le combattant ou en tentant d'échapper aux destructions.
Des Futuriens débarquent sur Terre. Ils prétendent venir du futur où Godzilla a entièrement détruit le Japon, et proposent au gouvernement d'éliminer le monstre avec leur aide. Les Futuriens, accompagnés de quelques représentants japonais, décident de se rendre en 1944 sur une île du Pacifique où est censé vivre le dinosaure qui donnera naissance, après irradiation, à Godzilla. Mais une fois sur place, les Futuriens abandonnent trois Dorats, des petits monstres de leur époque. De retour dans le présent, tout le monde se rend compte que les Dorats ont à leur tour été irradiés et sont devenus King Ghidorah, un terrible monstre que les Futuriens contrôlent pour ravager le Japon. Godzilla, que tout le monde croyait éliminé, se réveille alors.
Dans les années 1930, le réalisateur Carl Denham envisage de tourner un film sur la mystérieuse « Skull Island » (l'île du Crâne) après être entré en possession d'une carte mentionnant son existence au large de Sumatra. Après avoir embauché à New York une jeune femme au chômage, Ann Darrow, Denham embarque avec son équipe sur le navire SS Venture commandé par le capitaine Englehorn, qui fait route vers l'Océan Indien. Durant le voyage, Ann tombe amoureuse du second de l'équipage, Jack Driscoll.
Deux reporters, Ichiro Sakai et Junko Nakanishi, sont envoyés sur un site industriel dévasté par un violent cyclone. Ils y découvrent une étrange substance.
Le professeur Bon Œil fait manger à quatre dinosaures des céréales qui les rendent pacifiques et intelligents. Propulsés au XX siècle, nos amis devront faire face aux méchantes ambitions du professeur Mauvais Œil et de son cirque terrifiant. Avec l'aide de deux enfants, Louis et Cecilia, nos héros auront droit à une grande aventure.
Tumak, un troglodyte de la Tribu des Cavernes, est chassé dans un horrible désert après s'être querellé avec son père, Akoba, le chef de la tribu. Après avoir échappé à nombre de dangers, comme un iguane géant, un brontosaure et une araignée géante, il s'effondre sur une plage lointaine, où il est aperçu par « Loana la Belle » et d'autres femmes de la Tribu de la Mer qui l'accompagnent à la pêche. Elles sont sur le point de l'aider quand un archelon avance vers la plage. Les hommes de la Tribu de la Mer arrivent et il semble qu'ils repoussent la tortue géante avec leurs lances (bien qu'en réalité on a l'impression que la tortue s'est contentée de faire un tour hors de la mer où elle avait eu de toute façon dès le début l'intention de retourner.)
Quelques cellules de Godzilla sont récupérées à Tokyo sur le lieu du combat précédent. Le professeur Shiragami est chargé de les étudier, mais malheureusement le laboratoire est attaqué et sa fille bien-aimée tuée. Le professeur abandonne le projet, et se consacre à une rose, trouvée près du corps de sa fille, et dans laquelle l'âme de cette dernière s'est, pense-t-il, réincarnée. Cinq ans plus tard, le professeur est recontacté pour créer une arme bactériologique à partir des cellules de Godzilla, car ce dernier est en train de se réveiller. Mais le professeur Shiragami mélange en fait les cellules du monstre avec celles de la fameuse rose qui est en train de mourir. Cela va donner naissance à Biollante.
Trois enfants curieux déclenchent accidentellement une machine à voyager dans le temps en forme d'œuf et se retrouvent 65 millions d’années en arrière au milieu d'un nid de dinosaures. Les enfants ont jusqu'à ce que les véritables œufs éclosent pour trouver le moyen de retourner dans le présent. Aidés d’un gentil T-rex, ils vont faire face à de nombreux monstres préhistoriques au cours de cette aventure.
Lord Southmere, agent secret britannique, vole un microfilm qui contient le secret du lotus X. Poursuivi par Hnup Wan, membre aguerri des services secrets de l'Empire du soleil, il est enlevé après avoir caché le microfilm dans le squelette d'un diplodocus du Muséum national d'histoire naturelle.
Dans les années 1950, un test nucléaire, Operation Experiment, est conduit au-delà du Cercle Arctique. Mais l'explosion réveille une créature gigantesque, endormie sous la glace depuis 100 million d'années, qui commence à se diriger vers la côte Est des États-Unis, coulant de nombreux navires et un phare sur son passage.
Seul rescapé de l'attaque d'un navire de pêche par des insectes géants, Hiroshi Okumura révèle que ces monstres ont été libérés à la suite du réveil d'un monstre géant, qu'il reconnaît comme étant Godzilla. Ce dernier détruit un sous-marin nucléaire russe dont il se nourrit de l'énergie, jusqu'à atteindre la taille de 80 mètres. Il se dirige ensuite vers Tokyo.
Seul rescapé de l'attaque d'un navire de pêche par des insectes géants, Hiroshi Okumura révèle que ces monstres ont été libérés suite au réveil d'un monstre géant, qu'il reconnaît comme étant Godzilla. Ce dernier détruit un sous-marin nucléaire russe dont il se nourrit de l'énergie, jusqu'à atteindre la taille de 80 mètres. Il se dirige ensuite vers Tokyo.