En la primera parte de 1971, misteriosos terremotos alrededor del mundo dañan severamente varias ciudades importantes como la isla paradisíaca de Monster Island, enviando a Rodan y Anguirus en picado en las profundidades de la Tierra, con Godzilla escapando por poco de la fisura en la que cayeron sus amigos.

Durante años, Seatopia, una opulenta civilización submarina que reside en vastas ciudades que recuerdan a las de la antigua Grecia y Roma, ha existido en relativa paz, gobernada por el emperador Mega, pero las pruebas nucleares de los últimos años han afectado gravemente a la civilización con los terremotos producidos. Con la capital de Seatopia gravemente afectada por una prueba reciente, los habitantes de Seatopia planean desatar al dios escarabajo de su civilización, Megalon, para destruir el mundo de la superficie por venganza.

En la superficie, un inventor llamado Goro Ibuki, su sobrino Rokuro y el amigo de Goro, Hiroshi Jinkawa, están de excursión cerca de un lago cuando Seatopia se da a conocer a la Tierra al secar el lago donde el trío se relajaba cerca y lo usaba como base de operación. Cuando regresan a casa, son emboscados por agentes de Seatopia que están tratando de robar Jet Jaguar, un robot humanoide en construcción por el trío de inventores. Sin embargo, el primer intento de los agentes fracasa y se ven obligados a huir a un lugar seguro.

Algún tiempo después, Jet Jaguar se completa, pero el trío de inventores queda inconsciente por los agentes seatopianos que regresan. El plan de los agentes es utilizar a Jet Jaguar para construir un ejército modelado fiel a Seatopia al haber visto las grandes capacidades del robot. Goro y Rokuro son enviados a ser asesinados, mientras que Hiroshi es tomado como rehén. Megalon finalmente es liberado a la superficie atacando Tokio con las Fuerzas de Autodefensa de Japón que no logran derrotar al monstruo, aun así, el monstruo curiosamente evita estaciones de radio y estructuras relacionadas. Godzilla rápidamente se presenta en la escena saliendo del mar, batallando con el escarabajo solo para ser sometido con facilidad y herido de gravedad, teniendo que volver al mar.

Finalmente, el trío de héroes logra escapar de su situación con los seatopianos y se reúne para idear un plan para enviar a Jet Jaguar para obtener la ayuda de Godzilla, que continúa recuperándose, y demás monstruos ya re agrupados en otra isla utilizando el sistema de control secundario de Jet Jaguar. A su vez, se descubre que los seatopianos fueron los que realizaron los recientes terremotos en su afán no solo de vengarse de la civilización terrestre, sino de destruir a Godzilla y aliados al verlos como la principal amenaza a sus planes.

Después de unirse con la Fuerza de Defensa de Japón, Goro logra recuperar el control de Jet Jaguar y envía al robot a la nueva Monster Island para llevar a Godzilla, Anguirus y Rodan a luchar contra Megalon. Sin embargo, Megalon termina descontrolándose y arrasando la propia Seatopia para horror de sus habitantes antes de salir nuevamente a la superficie.

Mientras Godzilla, Anguirus y Rodan viajan para luchar contra Megalon, Jet Jaguar comienza a actuar por su cuenta e ignora los comandos para sorpresa de sus inventores, y crece a proporciones gigantescas para enfrentar al propio Megalon hasta que llegan Godzilla y amigos. La batalla está prácticamente estancada entre el robot y el cyborg, equilibrándose un poco cuando Godzilla y compañía llegan. Sin embargo, Megalon aun así resulta ser muy difícil de derrotar a pesar de la alianza de los monstruos y el ciborg. No es hasta que Hiroshi descubre que el monstruo escarabajo es afectado por las ondas de choque que la pelea se iguala. Después de una pelea larga y brutal, Megalon finalmente es asesinado al consumir una de sus propias bombas de napalm gracias al aleteo de Rodan. Godzilla y Jet Jaguar se dan la mano tras la lucha. Jet Jaguar se despide de Godzilla y amigos y estos regresan a su nuevo hogar en la nueva Monster Island. Jet Jaguar vuelve a su tamaño humano y regresa a casa con Goro, Hiroshi y Rokuro.