バース島に異変が起き、ゴジラもリトルもその行方を消してしまった。それから一カ月後、ゴジラが香港に出現する。だが、その姿は以前のものとは違い、赤く発光していた。ゴジラの異変に、Ｇサミットは初代ゴジラを退治した山根博士の養子の子・山根健吉という大学生を加えたメンバーを招集して会議に入った。一方、国際物理学賞受賞者の伊集院博士は、ミクロオキシゲンの研究に余念がなかったが、それをテレビの自分の番組で取り上げた健吉の実姉・山根ゆかりは、彼女の叔母・恵美子からそれが芹沢博士が発明したオキシジェンデストロイヤーではないかとの相談を受ける。果たして、ミクロオキシゲンはオキシジェンデストロイヤーの一歩手前のものだと判明するが、伊集院は人間的倫理でそれを作ることはしないと言う。台湾沖に出現したゴジラは、ますますその体温を上昇させていた。健吉の調べでゴジラはメルトダウンを起こすのではないかという予測が立てられる。これをくい止めるには、オキシジェンデストロイヤーを使うしか方法がない。ゆかりや恵美子の心配をよそに伊集院博士にオキシジェンデストロイヤーの開発を依頼する健吉。その頃、水族館で魚が一瞬にして骨になってしまうという快事件が発生した。原因は42年前に東京湾に沈んだオキシジェンデストロイヤーによって異常成育した微生物が、東京湾海底トンネル工事で地上に出現したことにあった。その微生物は急速に巨大化し、ついに人間を襲うほどまで成長した。謎の生物が逃げ込んだ臨海副都心は地獄の様相を呈する。政府も自衛隊を派遣して、デストロイアと名づけられたその怪獣を攻撃するが、全く歯が立たない。そこでＧサミットは、デストロイアとゴジラを戦わせるために、未希と芽留のテレパシーを使ってゴジラジュニアをデストロイアの囮にすることにした。ジュニアが来ればゴジラも後を追って来るはずだ。ジュニアとデストロイアの壮絶なバトルが展開される。だが、デストロイアはジュニアのエネルギーを吸ってパワーアップした。そこへゴジラが現れ、一旦はデストロイアを倒したかにみえたが、デストロイアは完全体へと変身し、さらに巨大化する。デストロイアはジュニアを倒し、ゴジラへと向かう。だが、最強の敵と目されたデストロイアも、ジュニアを殺されたゴジラの怒りには勝てなかった。デストロイアを倒したゴジラはジュニアの亡骸のそばに立つと、自衛隊の冷凍兵器攻撃も空しく、ついにメルトダウンを始める。それが人々を恐怖に陥れたゴジラの最期だった。しかし次の瞬間、もうもうと立つ蒸気の中にすっくと立ち上がるゴジラジュニアの姿があった。