Des avions militaires russes chargés de bombes nucléaires s'écrasent au Pôle Nord. L'explosion atomique réveille Gamera, un monstre préhistorique ressemblant à une tortue qui se nourrit de chaleur et commence à attaquer les villes pour se recharger. L'armée tente désespérément de trouver une solution pour en venir à bout.