Cuando legiones de monstruosas criaturas, denominadas Kaiju, comienzan a salir del mar, se inicia una guerra que acabará con millones de vidas y que consumirá los recursos de la humanidad durante interminables años. Para combatir a los Kaiju gigantes diseñan un tipo especial de arma: enormes robots, llamados Jaegers, que son controlados simultáneamente por dos pilotos cuyas mentes están bloqueadas en un puente neural. Pero incluso los Jaegers proporcionan poca defensa ante los incansables Kaiju. A punto de la derrota, las fuerzas que defienden a la humanidad no tienen otra elección que recurrir a dos insólitos héroes: un ex piloto acabado (Charlie Hunnam) y un aprendiz que todavía no se ha puesto a prueba (Rinko Kikuchi). Ambos se unen para traer a un legendario pero al parecer obsoleto Jaeger del pasado.