En 1999, une puissante anomalie sismique détruit la centrale de Janjira, au Japon, faisant plusieurs morts. Parmi eux, la femme de Joe Brody, un physicien nucléaire. Quinze ans plus tard, Ford Brody, le fils de Joe, est de retour d'une mission de l'US Navy. Il reçoit un appel lui indiquant que son père à été arrêté à Tokyo. Ce dernier refuse d'adhérer à la thèse officielle qui évoque une catastrophe naturelle. Sous la pression de son père, Ford l'accompagne à Janjira. Ils découvrent alors qu'un «monstre» s'est nourri des radiations de la centrale, quinze ans plus tôt. Désormais détenue sous surveillance dans une chrysalide, la bête semble être sur le point de recommencer.