21世纪初，被哥斯拉夺走了地球的人类，将一部分人类送往其他恒星系移居，但这一计划以失败告终。失意地回到地球的人类，面对的是两万年后巨变的地球。
一切动植物都拥有哥斯拉细胞，化作“怪兽行星”的地球。君临于此的，是身高超过300m的史上最大哥斯拉“哥斯拉·地球”。
燃起讨伐哥斯拉执念的主人公晴男，与人类的子孙种族弗图亚相遇。晴男等人在弗图亚双子姐妹玛伊娜和米亚娜的引导下，发现仍在持续增殖的对哥斯拉决战兵器·机械哥斯拉的残骸。他们使用构成残骸的纳米金属，令武装要塞都市“机械哥斯拉都市”启动，向“哥斯拉·地球”发起挑战。
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