一九九二年、筑波の国連Ｇ（ゴジラ）対策センターで、対ゴジラ用最終兵器“メカゴジラ”が開発された。その前身である試作機“ガルーダ”の開発チームにいた青木一馬は、精鋭部隊Ｇに出向させられメカゴジラの操縦を習得すべく厳しい訓練を受けていた。一方、使用済み核燃料の廃棄場であるベーリング海の島に赴いた調査隊が、巨大な巣と、翼竜のものと思われる孵化前の卵を発見する。彼らは放射能によって巨大化した翼竜・ラドンに襲われるが、海中から現われたゴジラによって、ラドンは倒された。卵は京都の国立生命科学研究所に運ばれ研究が開始される。そしてそれが六五〇〇万年前のものであること、その時の心理状況で変色し、研究所員・五条梓が近くにいると安静状態を示すことがわかった。卵の表面に付着していた太古の植物が“音楽”を発していることに気づいたＧの超能力者三枝未希は、その音楽をテレパシーによって卵に伝える。すると突然卵は孵化を始めた。誕生したのは翼竜ではなく、ゴジラザウルスの赤子“ベビーゴジラ”であった。ゴジラは自分が産み落した卵を、ラドンの巣に託卵していたのだ。その頃、伊勢湾にゴジラが出現し、四日市に上陸。Ｇはメカゴジラで迎え撃つが、想像を絶するゴジラのパワーによって、機能停止に陥る。京都へ向かったゴジラはベビーゴジラを捜すが、ベビーは細胞保存室に隔離されており見つからず、ゴジラは大阪湾へと去っていく。ベビーは筑波の国連Ｇセンターへ移送され、梓が付き添うことになる。Ｇセンター作戦会議は梓の反対を無視して、ベビーをおとりにゴジラをおびき出す作戦を決行する。だが蘇ったラドンが突如飛来、ベビーと梓の乗った輸送途中のコンテナを奪い、幕張のベイエリアへと向かった。修理を終えたメカゴジラが幕張に到着し、激しい交戦の末、ラドンを倒してコンテナを取り戻す。が今度はそこへゴジラが出現、一馬は秘かに改良していたガルーダに乗り込み幕張へ。ゴジラは、ガルーダと合体しバージョン・アップした“スーパー・メカゴジラ”によって、致命的な打撃を受けるが、三度蘇ったラドンの力でもとに戻る。Ｇがベビーをゴジラに返すと、ゴジラは破壊を止め、ベビーを連れて海へと去っていった。