Shipwreck survivors are found on Beiru Island (Infanto tô), which was previously used for atomic tests. The interior is amazingly free of radiation effects, and they believe that they were protected by a special juice that was given to them by the island's residents. A joint expedition of Rolisican and Japanese scientists explores Beiru and discovers many curious things, including two women only one foot (30 centimeters) high. Unscrupulous expedition leader Clark Nelson abducts the women and puts them in a vaudeville show. But their sweet singing contains a telepathic cry for help to Mothra, a gigantic moth that is worshiped as a deity by the island people. The giant monster heeds the call of the women and heads to Tokyo, wreaking destruction in its path.

　　近未来，科学家研发出可以窥探人类脑中世界的MRI扫描器。借助该扫描仪的帮助，警方可以从死者临终前看到的影像中追查线索。名为科学警察研究所法医第九研究室的机关，正是运用MRI扫描技术的经营机关。作为“第九”室长的警视正薪 刚（生田斗真 饰），曾经见过堪称地狱般的罪犯之脑。这一天，新人研究员青木一行（冈田将生 饰）被分配到“第九”，他很快就接触到一桩诡异的案件。某个男子因涉嫌杀害全家而被判处死刑，薪刚和青木一行对死刑犯露口浩一（椎名桔平 饰）的大脑研究时意外发现，灭门案中失踪的女儿露口绢子（织田梨沙 饰）居然挥舞着利刃刺向家人。以此为契机，连锁事件接连发生，甚至指向了“第九”的禁忌之地——贝沼事件，当初薪刚的好友铃木（松坂桃李 饰）以生命为贝沼事件画上血淋淋的句号，而今黑暗的秘密逐渐浮出水面……
　　本片根据清水玲子于1999—2012期间连载的同名漫画改编。

　　三岛由纪夫唯一的科幻小说，1962年发表的《美丽之星》将翻拍电影。小说讲述主人公因看到飞碟而认为自己和家人是从火星、木星等不同星球来的，因此要带领家人肩负起拯救地球的使命。影片由中川雅也、龟梨和也、桥本爱等主演，故事背景从半个世纪之前，转移至当下，将更多的笔墨投注于喜剧元素。

　　ある日、沖縄の海に奇怪な生物が現れた。オニヒトデを思わせる「それ」は毒液で漁師を負傷させ、瞬く間に日本全域に広がった。それは伝説のニライカナイの古代文明が環境汚染の解決の為の生体浄化システムとして生み出したが、暴走したために結果としてニライカナイの滅亡の一因となった怪獣ダガーラの復活の前兆であった。
　　エリアス姉妹は地球の危機を察知して石垣島へ飛ぶと、そこにはニライカナイから来た小生物ゴーゴが出現し、その尾の装飾リングから宝がある事を悟った本土からの密猟者と、ゴーゴを保護した地元の少女たちがいた。エリアス姉妹は「ニライカナイの遺跡にはダガーラを倒す秘宝がある」という伝説を知っていた。少女たちとエリアス姉妹、そして姉妹と対立する黒い妖精ベルベラと密猟者はそれぞれ組んで海へ出る。
　　ゴーゴの手引きでニライカナイの遺跡であるピラミッドが海から出現した。だが、宝捜しをしている頃、石垣島にダガーラが上陸し暴れ出したため、エリアス姉妹はモスラを召喚して戦いを挑む。ダガーラとモスラは石垣島から西表島まで空中戦を繰り広げ、遺跡のピラミッド付近で海中戦となり、モスラは海での戦いを得意とするダガーラに海に引きずり込まれた。そしてダガーラは「それ」 = 無数のベーレムをモスラに取り付かせ、モスラは戦闘不能に陥った。エリアスは必死にモスラに取り付いたベーレムを剥がそうと試みるが、あまりにも沢山付いているため、全くきりがない。絶体絶命のピンチに陥ったモスラ、宝の発見は急務となった。
　　遺跡の中のトラップをくぐり抜けた少女たちと密猟者は、辿りついたホールでニライカナイの王女の立体映像から「ゴーゴが宝の主として少女 = 汐里を選んだ」事を告げられる。だが、ダガーラはピラミッドを襲撃してきた! 崩壊するピラミッドの最中、モスラはゴーゴの「命の水」の力により、取り付いたベーレムは取り払われ、さらにレインボーモスラとなってパワーアップし、再びダガーラと再戦する。さっきまでの状況とは一変し、今度はモスラが優位に立った。ダガーラが再び海中に潜った時、モスラはアクアモスラに変身し、戦いの舞台は、海底に移った。ダガーラの攻撃をバリアーでガードし、ダガーラに強力な攻撃を与えるモスラ。さらに分身モードとなり、ダガーラの体内から、ベーレムを倒しながら攻撃し、遂にダガーラは倒れ、その後、ピラミッドと共に消滅。モスラも海から出てきた後、元の姿のレインボーモスラに戻り、インファント島に帰って行き、危機は去ったのであった。

　　丰国商事在北海道纹别地区一直进行着森林采伐，作为现场监督人员的后藤裕一无意中发现了隐藏在这片森林之 中的古代遗迹并将埋藏在这片遗迹中的一枚盾牌拿了回去。
　　其实这片遗迹是妖精族留下来的，在此地还 封印了一个叫做帝斯基多拉的宇宙怪兽。6500万年前从外星而来的它毁灭了一切植物，导致了恐龙灭绝，而那枚盾牌正是用来封印怪兽帝斯基多拉的。
　　对此毫不知情的裕一将这枚盾牌带回了位于都内自己的 家并把它作为挂饰送给了自己的女儿，然后自己又返回到了采伐现场。黑色妖精贝拉贝拉飞来抢夺这枚盾牌并与对立派莫儿、罗拉姐妹展开了盾牌争夺战。在被莫儿、罗拉姐妹告知盾牌和封印的由来的后藤一家与莫儿、罗拉姐妹一起准备前往纹别。但在纹别的却出现了一块巨大的岩石。在后藤一家的协助之下罗拉姐妹夺回了盾牌，但是怪兽帝斯基多拉却从岩石中复活了。它像恶魔一样恐怖。为了打到怪兽帝斯基多拉，莫儿召唤来了摩斯拉。但是摩斯拉刚刚产完卵，寿命不长的她和怪兽之间陷入了苦战。为了助自己母亲一臂之力早产的 幼虫通过自己的丝和光线支援母亲作战。
　　摩斯拉不断挑战怪兽，使水库决堤成功的将怪兽逼到了对岸，但是摩斯拉拼尽了全力最终沉入了海底。在这之后，幼虫在屋久島充分吸收了森林的能量新的摩斯拉再次诞生了。于此同时怪兽也已经重新恢复到毁灭地球时的完 全状态，新的摩斯拉与怪兽再次交战，他以压倒性的力量和优势再次将怪兽封印到了地下。此后，摩斯拉让被怪 兽烧掉的已成荒芜的北海道瞬间重获绿色，并和莫儿、罗拉姐妹一起返回到了家乡。