电影《环太平洋》讲述了两个平行宇宙中的故事。故事一发生在一个未来的人类世界。自2012年以来，一只类似哥斯拉的巨型怪兽在太平洋底下的一个巨大洞口中不断出现，并在此后的数十年中继续冒出新的怪兽，凶狠地攻击着太平洋沿岸的城市。这导致全球人民感到惶恐不安。
故事二则隐藏在海洋底部的未知世界“The Anteverse”。这个怪兽生存的世界的入口位于海底5英尺深处。为了抵御这些海洋怪兽的攻击，人类组建了一支名为“猎人”的军队。这个军队由巨型的机甲战士、日本“猎人”探戈狼与中国“猎人”三人组的赤红飓风组成。
罗利·安特罗伯斯(查理·汉纳姆饰)曾是一名机甲战士的驾驶员，但因哥哥去世而陷入悲痛之中，离开了部队成为一名修建“生命墙”的建筑工人。这次，为了应对怪兽的袭击，罗利·安特罗伯斯加入了“猎人”队伍。他与一位日本美女飞行员Mako Mori(菊地凛子饰)搭档驾驶，两人在惊心动魄的海底洞穴中共同努力，摧毁了怪兽。
