在泰坦研究组织Monarch工作的古生物学家Emma Russell博士和她的女儿麦迪逊见证了一种叫做Mothra的幼虫的诞生。艾玛使用“奥卡”使Mothra平静下来，该设备可以发射频率来吸引或改变泰坦的行为。由前英国陆军上校艾伦·乔纳领导的一群生态恐怖分子袭击了该基地并绑架了艾玛和麦迪逊，而莫斯拉则在附近的瀑布下逃跑并化p。
帝王科学家IshirōSerizawa博士和Vivienne Graham博士与Emma的前夫，麦迪逊的父亲Mark Russell博士联系，以帮助他们追踪。马克起初不太情愿，因为他对哥斯拉的仇恨，他将其归咎于在旧金山发生的事件中儿子的死亡，但最终还是同意了。君主团队跟随哥斯拉前往南极洲，乔纳打算释放代号为“零怪兽”的三头泰坦。艾玛释放并唤醒了与哥斯拉战斗，吞噬格雷厄姆并逃脱的零号怪物。小组随后推断出艾玛正在与恐怖分子合作。艾玛从波士顿的君主bun堡接触君主，并辩称必须唤醒泰坦巨人，才能使地球免受人类造成的伤害。
艾玛在墨西哥唤醒罗丹，这迫使国君将其引诱至零号怪物。罗丹被击败后，哥斯拉伏击了怪物零并切断了他的左脑。在战斗中，美国海军发射了一种原型武器，称为“氧气驱逐舰”，似乎杀死了哥斯拉。怪物零号并没有受到任何影响，他重新失去了头，唤醒了世界上所有其他休眠的泰坦，而罗丹顺服了他的统治。结果，麦迪逊拒绝了艾玛。
通过神话文本，伊琳娜·陈博士发现《零号怪物》是吉多拉国王，这是史前试图改造地球的外星人。莫斯拉从她的茧中冒出来，飞到帝王的百慕大基地与哥斯拉交流，哥斯拉在一个古老的水下城市中休养。小组通过潜艇找到了放射性高的哥斯拉巢穴。他们推断，哥斯拉需要很长时间才能自行治愈，并决定引爆核弹头以加快这一进程。芹泽通过手动引爆弹头，使哥斯拉复活并增强力量来牺牲自己。
艾玛意识到，吉多拉和其他泰坦将给世界带来的破坏要比人类所能施加的任何破坏都要严重得多，但约拿却无视她的求爱欲罢不能。麦迪逊偷听了这句话，偷走了逆戟鲸。麦迪逊到达芬威球场，播放了一段使泰坦平静下来的频率，但不知不觉地将所有泰坦巨人吸引到了她的位置。吉多拉登陆波士顿，摧毁了逆戟鲸。哥斯拉在君主的协助下抵达使他参与战斗。在得知哥斯拉的辐射水平在增加并且将导致热核爆炸之后，马克带领团队救援麦迪逊并逃离了城市。莫斯拉到达帮助哥斯拉，但被罗丹拦截；她打败了他，但在此过程中受伤。
吉多拉压倒了哥斯拉并准备杀死他，但莫斯拉牺牲了自己，将自己的精力转移给了哥斯拉。马克，艾玛和麦迪逊团聚，重新激活了逆戟鲸，将吉多拉引诱离开哥斯拉。艾玛牺牲自己带领吉多拉离开，给马克，麦迪逊和君主时间逃脱。哥斯拉进入新的授权状态，击败了吉多拉。罗丹和其他土卫六会合在哥斯拉上，向他鞠躬。
在片尾的片尾中，新闻剪辑和君主档案显示，泰坦队正在帮助治愈星球，发现了疑似第二个莫斯拉蛋，一些泰坦队正在聚集在骷髅岛上。展示了哥斯拉和金刚在战斗中的古代洞穴壁画。在事后信贷现场，乔纳和他的部队在墨西哥购买了吉多拉被切断的左头部。