Au lendemain de la venue du premier Godzilla en 1954, le gouvernement japonais met en place une force spécialisée dans la destruction des monstres. Très efficace, celle-ci résiste à bien des envahisseurs, mais pas à la venue d'un autre Godzilla en 1999. Le gouvernement japonais ne s'avoue pas vaincu et décide de créer un robot, à partir de la technologie de pointe et du squelette du tout premier Godzilla, pour le combattre. Akane Yashiro est nommée pilote.
Un prologue, construit par des images fixes puis mises lentement en mouvement, introduit le film.
Chapitre 1, Justine : À l'occasion de leur mariage, Justine (Kirsten Dunst) et Michael (Alexander Skarsgård) donnent une somptueuse réception dans la maison de Claire (Charlotte Gainsbourg), la sœur de Justine, et de John (Kiefer Sutherland), le très riche mari de Claire. Alors que les relations familiales se dégradent peu à peu et que le mariage tombe à l'eau, la planète Melancholia se rapproche lentement de la Terre…
Chapitre 2, Claire : la perception par Claire, d'abord diffuse, puis allant en s'accentuant, que la fin de la Terre est peut-être terriblement proche.
À la suite d'un vol dans un laboratoire, les passagers du train Genève - Stockholm se retrouvent exposés accidentellement à une maladie mortelle, très contagieuse. Le colonel Stephen Mackenzie décide de mettre le train en quarantaine et de le dérouter vers un centre de décontamination. Sur le trajet, il y a un vieux pont désaffecté, le pont de Cassandra, dont les autorités ignorent s'il est capable de supporter le poids du train. La manœuvre n'est-elle pas délibérée ?
Trois ans ont passé depuis l'attaque de la Légion et le monde est de nouveau tourmenté par des attaques de Gyaos. Les monstres volants réapparaissent en nombre croissant à travers le monde. Ce troisième volet de la série consacrée au monstre géant Gamera voit celui-ci confronté à l'éveil d'Iris, qui revèlera au monde sa véritable nature.
À la suite du passage d'une comète à proximité de la Terre, presque toute la population mondiale est décimée. Regina et sa petite sœur de 16 ans, Samantha survivent et vont trouver refuge dans le studio de la radio locale qui continue de diffuser. Elles y rencontrent Hector Gomez, un routier qui a été protégé grâce à la cabine en acier de son engin.
Un météore s’écrase au Japon, déversant des centaines de créatures arachnides extraterrestres dans Tokyo. L’armée, impuissante face à un tel phénomène, tente de résister autant que possible à l’envahisseur. Mais alors que la panique s’installe, et que ces créatures semblent vouloir installer leur...
Ingénieur talentueux et homme d'affaires avisé, Kevin Harrison est un homme riche, apprécié de la société américaine pour les puissants systèmes d'armes qu'il conçoit à l'intention de l'armée. Mais Kevin Harrison est aussi un homme sans scrupules qui n'hésite pas, pour s'enrichir, à vendre ses armes sophistiquées à des pays peu favorables aux États-Unis.
Kristian Eikjord, géologue expérimenté du Norges vassdrags- og energidirektorat , doit quitter l'équipe chargée de la surveillance de l'Åkerneset — massif montagneux dont l'effondrement créerait un mégatsunami menaçant la population du fjord dont celle de la ville touristique de Geiranger où travaille sa femme Idun Karlsen — afin de travailler pour l'industrie pétrolière. Le jour de son départ, une partie des capteurs détectent une anomalie avec la nappe phréatique avant de dysfonctionner. Décidé de retarder son départ malgré l'impatience de ses proches et les doutes de ses collègues, il constate que la catastrophe est immédiate. La montagne s'effondre et provoque un énorme tsunami dans le bras de mer qui borde la ville.
Godzilla est libéré accidentellement d'un iceberg par un sous-marin nucléaire et se dirige vers Tokyo. Une expédition découvre l'île de Faro où vit une tribu indigène vénérant le dieu Kong. Après de nombreuses péripéties, l'expédition ramène King Kong au Japon mais il réussit à s'échapper. Il se met à détruire Tokyo. Les militaires construisent un barrage de pylônes électriques à haute tension mais il résiste, car il absorbe l'électricité. Il est donc invulnérable. De son côté, Godzilla reste indestructible mais montre une vulnérabilité à l'électricité. Les autorités dépassées décident d'opposer les deux monstres. Ils capturent King Kong et l'amènent au mont Fuji où se trouve Godzilla. Les deux monstres s'affrontent. King Kong subit les attaques de Godzilla jusqu'à ce que, lors d'un orage, la foudre lui redonne la force de combattre. Il électrocute Godzilla qui tombe et disparaît sous les flots tandis que King Kong retourne vers son île, Faro. Finalement, Godzilla se relèvera des flots et se dirigera vers Tokyo.
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.
Un avion de la Transcontinental Airlines sert d'intrigue à ce thriller. À la veille de Noël, le vol 47 de la T.A. est prêt à décoller avec peu de passagers à son bord et l'hôtesse de l'air, Teri Halloran, pense effectuer un vol de routine. Hélas l'avion transporte des criminels prisonniers, un braqueur de banque et un serial killer, Stubbs et Weaver, tous deux escortés par des agents du FBI. Le vol va vite se transformer en cauchemar quand un des prisonniers, tente une prise d'otages et élimine les agents du FBI.
La vie s'écoule paisiblement : Tom est un enfant de 10 ans qui vit avec celui qu'il appelle « grand-père », Ferdinand, fermier à la longue barbe blanche et celle qu'il appelle « maman », Juliette, femme noire très bienveillante ; Juliette et Ferdinand sont les parents adoptifs du jeune garçon. Ils vont retrouver Lili, petite fille de 9 ans dont il est amoureux, dont les parents, propriétaires du zoo local, doivent s'absenter pour aller en Afrique, chercher des crocodiles pour leur zoo.
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.