在哥斯拉于三原山沉寂五年后，日本社会享受着来之不易的和平。然而，防卫厅并未放松警惕，他们秘密启动了“G对策”项目，核心是利用哥斯拉的细胞培育一种能够分解其组织的“抗核细菌”（ANB），旨在从根本上消灭哥斯拉。同时，曾被摧毁的超级武器“超级X2”也被重新建造并升级。与此同时，在八王子市的植物学研究所，科学家们正进行着植物与动物细胞融合的激进实验。实验体“碧奥兰蒂”本是一种以玫瑰为基础的植物生命体，但在意外吸收了哥斯拉的细胞和大量核辐射后，它突变成为一头拥有强大根系和触手、能释放腐蚀性花粉与酸性孢子的巨型怪物。其诞生源于人类对生命科学的傲慢干预。随着哥斯拉感应到异常辐射而再度登陆，碧奥兰蒂也因本能开始向东京移动。两大巨兽在东京湾及市区遭遇，展开了惊天动地的战斗。哥斯拉的原子吐息与碧奥兰蒂的酸性攻击、缠绕触手相互碰撞。人类军队的ANB武器与超级X2也投入战场，但战局远超控制。影片深刻探讨了自然报复、科技伦理与人类在怪兽灾难中的渺小与挣扎，最终以惨烈的代价留下对未来的警示。