En un futuro cercano, la humanidad enfrenta una amenaza apocalíptica: monstruos gigantes llamados Kaiju, que emergen de una brecha dimensional en el fondo del océano. Para combatirlos, los humanos desarrollan a los Jaegers, enormes robots controlados por dos pilotos que deben sincronizar sus mentes a través de un vínculo neural.
Raleigh Becket (Charlie Hunnam), un ex-piloto de Jaeger, regresa al campo de batalla después de una tragedia personal. Junto a Mako Mori (Rinko Kikuchi), una joven y valiente piloto, deberá unir fuerzas para enfrentarse a la creciente amenaza de los Kaiju. Mientras tanto, los científicos Dr. Newton Geiszler (Charlie Day) y Dr. Hermann Gottlieb (Burn Gorman) investigan el origen de los monstruos y buscan una forma de detenerlos de una vez por todas.
En un mundo al borde de la extinción, Raleigh y Mako deben superar sus propios miedos y luchar por la supervivencia de la humanidad en una batalla épica entre los Jaegers y los Kaiju.