Pięć lat po tragicznych wydarzeniach w San Francisco dr Emma Russell, która zajmuje się badaniami Tytanów, jest świadkiem narodzin larwy zwanej Mothra. Grupa ekoterrorystów pod wodzą Alana Jonaha atakuje bazę i uprowadza panią doktor oraz jej córkę. W tym samym czasie Mothra ucieka i przepoczwarza się pod pobliskim wodospadem. Naukowcy Ishiro Serizawa i Vivienne Graham zwracają się z prośbą o pomoc do byłego męża porwanej badaczki. Zespół Monarch podąża na Antarktydę, gdzie Jonah zamierza uwolnić trójgłowego Tytana. Godzilla staje do starcia z Mothrą, Rodanem oraz największym wrogiem, Królem Ghidorahem. Zaczyna się pojedynek o supremację.