Un futuro cercano. Después de la primera invasión que sufrió la humanidad, la lucha aun no ha terminado. El planeta vuelve a ser asediado por los Kaiju, una raza de alienígenas colosales que emergen desde un portal interdimensional, con el objetivo de destruir a la raza humana. Ante esta nueva amenaza para la cual los humanos no están preparados, los Jaegers, robots gigantes de guerra pilotados por dos personas para sobrellevar la inmensa carga neural que conlleva manipularlos, ya no están a la altura de lo que se les viene encima. Será entonces cuando los supervivientes de la primera invasión, además de nuevos personajes como el hijo de Pentecost (John Boyega), tendrán que idear la manera de sorprender al enorme enemigo, apostando por nuevas estrategias defensivas y de ataque. Con la Tierra en ruinas e intentando reconstruirse, esta nueva batalla puede ser decisiva para el futuro.

Cuando legiones de monstruosas criaturas, denominadas Kaiju, comienzan a salir del mar, se inicia una guerra que acabará con millones de vidas y que consumirá los recursos de la humanidad durante interminables años. Para combatir a los Kaiju gigantes diseñan un tipo especial de arma: enormes robots, llamados Jaegers, que son controlados simultáneamente por dos pilotos cuyas mentes están bloqueadas en un puente neural. Pero incluso los Jaegers proporcionan poca defensa ante los incansables Kaiju. A punto de la derrota, las fuerzas que defienden a la humanidad no tienen otra elección que recurrir a dos insólitos héroes: un ex piloto acabado (Charlie Hunnam) y un aprendiz que todavía no se ha puesto a prueba (Rinko Kikuchi). Ambos se unen para traer a un legendario pero al parecer obsoleto Jaeger del pasado. Juntos, son la última esperanza de la humanidad frente al Apocalipsis que se avecina.