Quando legiões de criaturas monstruosas, conhecidas como Kaiju, começaram a emergir do mar, uma guerra que tomaria milhões de vidas e consumiria os recursos da Terra teve início. Para combater os gigantes Kaiju, um tipo especial de arma foi criado: robôs enormes, chamados Jaegers, controlados simultaneamente por dois pilotos cujas mentes se conectam por uma ponte neural.

Porém, mesmo os Jaegers estão se provando vulneráveis diante dos incansáveis Kaiju. A derrota é iminente, e as forças de defesa do planeta não têm outra escolha senão colocar dois improváveis heróis – um ex-piloto (Charlie Hunnam) e uma cadete sem experiência (Rinko Kikuchi) – para pilotar um Jaeger lendário no passado mas hoje aparentemente obsoleto. Juntos, eles são a última esperança da humanidade contra o apocalipse.