工業化的日本向大氣與河川海洋吐出了許多廢棄物，於是奇怪的事發生了。駿河灣謎樣的生物出現，造成數起船難。下定調查研究的決心，矢野博士潛入河中當場遭受怪物攻擊，他受到重傷奄奄一息。當天夜裡，這覆有黏泥的怪獸從海灣裡出現，進化為兩棲型態。牠垂掛在工廠的煙囪上，吃著有毒的污染物持續長大。哥吉拉感知道這怪獸的存在，便向牠接近擺出攻擊姿態。怪物向海裡逃去，哥吉拉也追了過去。

    矢野博士研究了怪物與哥吉拉打鬥所留下的殘骸。他將牠命名為黑多拉，發現牠的生命型態是由隕石帶到地球來並且具有消耗污染產物的能力。遍佈日本各地的工業紛紛停工阻斷黑多拉的食物來源。

   黑多拉再度產生改變，這回牠以飛行姿態出現而在飛行軌跡上留下濃硫酸。硫酸腐蝕鍊油場的油箱，引發大火。哥吉拉被大火的濃煙吸引，但是牠無法與黑多拉搏鬥雖然他被有毒的煙激怒。

   在遙遠的富士鄉間，一堆營火引起了黑多拉的注意。牠飛臨當地並且轉變為陸地型態。哥吉拉再度找到牠的仇敵，展開一場殘酷的戰鬥。哥吉拉在戰鬥中失敗，牠吹氣離開這無形未受損傷的敵人。黑多拉噴出硫酸向哥吉拉潑灑，並且從那致命的眼裡釋放有毒瓦斯使哥吉拉不醒人事。黑多拉試圖把哥吉拉用泥漿淹死在洞裡，但牠逃出了。

   注意到哥吉拉的能量會使公害怪獸乾涸，JSDF建造巨大電塔並以強光吸引黑多拉來到電及區域。當反射鏡啟動，黑多拉開始被削弱，但是電線旋即負載過量而燒壞。同時，哥吉拉也到達當地，利用反射鏡將牠的熱線集束，黑多拉的身體終於變成粉末並且毀壞。這場戰役使牠傷痕纍纍，哥吉拉在蹣跚地回海底療傷前，向人類拋出憤怒的