Los criptozoólogos de la agencia Monarch se enfrentan a un grupo de enormes monstruos: Godzilla, Mothra, Rodan y el enemigo de la humanidad, King Ghidorah. Estas ancianas criaturas harán todo lo posible por sobrevivir, poniendo en riesgo la existencia del ser humano en el planeta.

La película gira en torno al regreso de Xander Cage, a quien todos creían muerto. Cage, alias xXx (Triple X), es un rebelde amante de los deportes extremos que adora romper las leyes y que por ello acaba siendo atrapado por las autoridades de EE.UU. Entonces se ve obligado a colaborar como agente encubierto participando en numerosos episodios de riesgo. Tras un fatídico incidente, Xander es dado por muerto. Pero ahora, vuelve a la acción de incógnita acompañado de su agente instructor Augustus Gibbons.