Gamera era una especie de tortuga prehistórica gigantesca que se alimentaba de fuego. Es despertado de su estado de hibernación por una explosión nuclear accidental en el Ártico, durante un combate entre aviones rusos y americanos. Las autoridades y los científicos no saben cómo hacerle frente, mientras tanto, el monstruo va destrozando todo lo que aparece a su paso. Sin embargo, Toshio, un niño con un don especial para tratar con las tortugas, parece ofrecer algunas claves para afrontar la crisis.

Por otra parte, un reputado zoólogo japonés, el Dr. Hidaka, y su asistente, en compañía de un fotógrafo, viajan hasta el Ártico para intentar reunir pistas sobre esta bestia gigante. Gamera ataca Japón y científicos de todo el mundo, encabezados por el Dr. Hidaka, ponen todo su empeño en hallar una solución definitiva para detener a Gamera.