Cuando legiones de monstruosas criaturas alienígenas denominadas Kaiju empiezan a emerger del mar, se inicia una guerra que costará millones de vidas y devorará los recursos de la humanidad durante años. Para combatir a los gigantescos Kaiju, se desarrolla un tipo de arma especial: enormes robots llamados Jaegers a los que controlan simultáneamente dos pilotos cuyas mentes están sincronizadas mediante un enlace neuronal, la "deriva". Pero a medida que el enemigo se hace más poderoso con cada ataque, incluso los Jaegers empiezan a revelarse casi indefensos ante los implacables Kaiju.

Al borde de la derrota, los defensores de la humanidad no tienen otra opción que recurrir a dos héroes improbables -un ex-piloto acabado (Charlie Hunnam) y una aprendiz sin experiencia (Rinko Kikuchi)- que forman equipo para pilotar un Jaeger aparentemente obsoleto. Ambos se presentan como la última esperanza de la humanidad frente al inminente apocalipsis.