故事設定在《哥斯拉2：怪獸之王》里哥斯拉和泰坦巨獸之間的驚天大戰夷平舊金山、怪獸真實存在成為全球共識后的世界。凱特·米切爾在發現新的驚人秘密后，被迫面對來自未知勢力的巨大威脅。為揭開家人失蹤與神秘組織"帝王計劃"的關聯，她展開橫跨多個大洲的冒險旅程。與此同時，前帝王組織成員之子詹姆斯·陸在東南亞某國監獄意外接觸到泰坦巨獸相關遺跡，逐漸揭露該組織持續二十年的秘密研究項目。兩條故事線最終交匯于帝王計劃隱藏在太平洋深處的終極實驗基地，這里不僅藏有凱特父親留下的關鍵線索，更揭示出人類試圖控制泰坦巨獸所引發的全球性危機。隨著各勢力對遠古生物能量的爭奪升級，凱特與詹姆斯必須聯手阻止即將爆發的更大規模怪獸災難。