Cuando la teniente Kate Sinclair, piloto de la Royal Air Force, es derribada sobre Afganistán, encuentra refugio en un búnker subterráneo, donde se despiertan mortíferas armas biológicas artificiales, mitad humanas, mitad alienígenas.

La agencia de criptografía zoológica Monarch, se enfrenta a una serie de monstros de tamaño exponencial, incluyendo a Rodilla quien confronta a Mothra, Rodan y su archienemigo, el Rey Guidorah de tres cabezas.

Cuando la Dra. Jane Foster es maldecida con una poderosa entidad, Thor tendrá que emprender un viaje muy peligroso para salvar el mundo.