日本觀眾人數達到340萬人，票房收入約17億日圓。
打敗機械哥吉拉以後，哥吉拉帶著嬰兒哥吉拉來到巴斯島，並且將這塊孤立的土地當做牠們的家。就這樣過了快一年，嬰兒哥吉拉已經長成小哥吉拉了。一顆奇怪的隕石從天空掉在島上，觸發了一連串不尋常的事。從隕石裡長出的神秘水晶形成火山口狀，隨著一種奇異的能量開合。
繼機械哥吉拉之後，G對策本部又研發了新的抗G兵器-「MOGERA」，這新武器不但沿襲了機械哥吉拉的優點，而且還可以在太空飛行，也可以分解成兩部車子，陸地鼠(具在地下潛行的能力)、星辰鷹(飛行戰機)。同時，G對策本部也在進行T計畫，這是以精神感應來控制哥吉拉的計畫。他們希望經由精神感應來控制哥吉拉的行為，三枝未希主任被請求擔任與哥吉拉感應，但是她立刻回絕，三枝認為如此有違哥吉拉做為地球生物的生存權利。NASA的太空船在太空中被一個朝向地球的不明物體破壞，三枝接到魔斯拉小美人Cosmos的從宇宙發出警告，有個大災難正朝地球接近中，千萬不能讓哥吉拉被打敗，否則地球就會被征服。所以三枝勉強地接受參與T計畫。
巴斯島上，G部隊隊員結城協助將心電感應放大器裝置完成，但是他不理會T計畫，為了替1989年哥吉拉大阪上陸時陣亡的好友報仇，他試圖殺死哥吉拉。他製作了「結城特製彈」這是一種血液凝固彈，然而他在射入哥吉拉厚皮時失敗。當心電感應放大器與哥吉拉接上線，三枝成功地控制哥吉拉的行為。
摩哥拉被發射出去迎擊向地球飛來的不明生物，經過短暫衝突，摩哥拉鍛羽而歸。小哥吉拉好奇地跑去瞧瞧那幾個由奇異水晶構成的火山口，同時不明生物也降臨巴斯島。牠攻擊小哥吉拉，接到小哥吉拉的求救，哥吉拉以更強的意志力使感應器負載過度而切斷對牠的控制，前去拯救小哥吉拉。不明生物輕而易舉地打敗哥吉拉並且把小哥吉拉關進水晶火山口裡。不明生物改變為結晶飛行狀態，離開想要追去的哥吉拉。
在調查不明生物遺留下的組織後發現，這不明生物可被稱為宇宙哥吉拉，其細胞與哥吉拉細胞相同，又融入了未知結晶生物的細胞。牠的來源有兩種說法，一是1989年碧奧藍蒂孢子化時，將G細胞帶進太空而被吸入黑洞，當它從白洞穿出時又與太空結晶生物結合並且急速進化，最後長成宇宙哥吉拉，另一種說法則是後半段相同，不同的是G細胞是1992年與魔斯拉戰鬥後，被魔斯拉帶入宇宙的。
未希被T計畫的指揮者大久保博士綁架，心電感應擴大器也被國際黑手黨偷走。經由電腦記錄三枝的腦波，黑手黨計劃用這電腦控制哥吉拉來完成他們的不法意圖。然而哥吉拉對電腦的控制沒反應，牠通過G-Force的阻擋，一路尾隨宇宙哥吉拉來到九州。其間，新城與佐藤等人突襲黑手黨司令部，三枝在以心靈感應保護新城時，愛上了他。當宇宙哥吉拉到達福岡，巨大的水晶柱在福岡塔周圍拔地而起。修好的摩哥拉由結城駕駛，前去福岡打敗宇宙哥吉拉，但是半途他修改航道，轉向攻擊由鹿兒島出現的哥吉拉，其他隊員制服了結城，在將航向改向宇宙哥吉拉。藉由福岡塔向宇宙吸取能量，宇宙哥吉拉的動力來源是源源不絕，讓牠輕易抵擋住摩給拉的攻擊，不久哥吉拉也來到福岡，但牠也是被宇宙哥吉拉打得落花流水。