Surgies des flots, des hordes de créatures monstrueuses, les "Kaiju", ont déclenché une guerre qui a fait des millions de victimes et épuisé les ressources naturelles de l'humanité pendant des années. Pour les combattre, une arme d'un genre nouveau a été mise au point : de gigantesques robots, les "Jaegers", contrôlés simultanément par deux pilotes qui communiquent par télépathie. Mais même les Jaegers semblent impuissants face aux redoutables Kaiju. Alors que la défaite paraît inéluctable, les forces armées qui protègent l'humanité n'ont d'autre choix que d'avoir recours à deux héros hors normes : un ancien pilote au bout du rouleau et une jeune femme en cours d'entraînement qui font équipe pour manœuvrer un Jaeger légendaire, quoique d'apparence obsolète.