在《哥斯拉X摩斯拉X机械哥斯拉：东京SOS》中，地球面临着巨大危机。哥斯拉再次出现，在海洋中肆意破坏，所到之处一片狼藉。人类为对抗哥斯拉，启动了机械哥斯拉计划，试图借助科技力量与之抗衡。与此同时，摩斯拉的幼虫出现，它在人类女孩诗织的歌声感召下逐渐成长。机械哥斯拉被唤醒后，起初与哥斯拉展开激烈战斗，但却因程序故障转而攻击人类。摩斯拉成虫后加入战局，与哥斯拉、机械哥斯拉展开三方混战。在这场惊心动魄的战斗中，人类也在努力寻找解决危机的办法，最终各方力量相互博弈，人类能否在这场巨兽之战中守护住东京，成为故事的最大悬念。