21世纪初，被哥斯拉夺走家园的人类曾试图向其他恒星系移居，但计划最终以失败告终。当失意的人类重返地球时，时间已过去两万年。此时的地球已成为一颗怪兽行星，一切动植物均融入了哥斯拉细胞，而君临于这颗异变星球之上的，是身高超过300米的史上最大哥斯拉——“哥斯拉·地球”。 怀揣着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。在弗图亚双子姐妹玛伊娜和米亚娜的引导下，晴男等人发现了仍在持续增殖的对哥斯拉决战兵器——机械哥斯拉的残骸。他们利用构成残骸的纳米金属启动了武装要塞都市“机械哥斯拉都市”，正式向哥斯拉·地球发起挑战。 然而在作战过程中，曾与人类共存的异星种族“比尔沙尔德”与人类之间的裂痕逐渐表面化。比尔沙尔德首领加尔格坚信“若要打倒哥斯拉，就必须成为超越‘人’的存在”；而晴男则坚守“不可为了打倒怪兽而让自己也变成怪兽，必须作为‘人’将其战胜”的信念。最终，晴男舍弃了击杀哥斯拉·地球的唯一机会，将加尔格斩杀。与此同时，晴男的青梅竹马优子也因比尔沙尔德强制进行的人体纳米金属化实验，陷入脑死状态。 败北感与虚无感在人类之间迅速蔓延。另一方面，异星宗教种族“埃克西弗”的大司教梅特菲斯，将晴男能在战斗中存活一事宣扬为奇迹，借此大肆吸纳信徒，以达成埃克西弗隐藏的终极目的。面对埃克西弗的异常举动，玛伊娜与米亚娜保持着高度警惕。而晴男也陷入了深深的自问…… 这是“哥斯拉”动画电影三部曲的最终章。当黄金的刻印切裂星球，命运的终局之战已然打响。