Eine außerirdische Invasion völlig unerwarteten Ursprungs bricht über die Menschheit herein: Nicht aus dem All kommen die Feinde, sondern aus den Tiefen des Pazifischen Ozeans. Die monströsen Kreaturen, auch Kaiju genannt, attackieren weltweit Küstenstädte und dabei kommen Millionen von ums Leben. Um die Kaiju zu besiegen, entwickeln Wissenschaftler überdimensionale Maschinen namens "Jaeger". Jeweils zwei Piloten müssen diese gigantischen Roboter steuern, indem sie ihre Gehirne miteinander und mit der Maschine verknüpfen. Der Pilot Raleigh Becket (Charlie Hunnam) erzielt bei der Bekämpfung der Kaiju besonders gute Erfolge und zunächst scheint es, als würde die Verteidigungsstrategie aufgehen. Doch dies ist ein Irrtum, denn die Aliens gewinnen bald erneut die Oberhand und das nicht länger erfolgversprechende Jaeger-Programm soll eingestampft werden. Einzig Marshall Stacker Pentecost (Idris Elba) glaubt noch an die Roboter und holt Becket zurück, der nach einem folgenschweren Kampfeinsatz die Einheit verlassen hat. Zusammen mit der unerfahrenen Pilotin Mako Mori (Rinko Kikuchi) soll er "seinen" Jaeger in ein letztes Gefecht führen, um die Menschheit vor dem Untergang zu bewahren. Denn obwohl die Kaiju übermächtig scheinen, so gibt es doch noch eine Möglichkeit, sie zu überlisten