初日興行収入は3850万ドル（約39億円）に達し、世界オープニング興行収入1位の1億9,621万ドル（約196億円）。2014年6月23日時点で、アメリカ合衆国で1億9291万ドル、全世界で4億7731万ドルを売り上げている。全米では初日興行収入が3850万ドルに達して、『キャプテン・アメリカ/ウィンター・ソルジャー』の3690万ドルを上回り、2014年の初日興行成績の最高記録を塗り替えた。日本では7月25日から全国427のスクリーンで公開され、同月26日、27日の土日2日間で33万9048人を動員し、興行収入5億844万9700円を記録し、映画観客動員ランキング（興行通信社調べ）で初登場第1位となった。最終的な興行収入は32億円となり、第3期ゴジラシリーズ（ミレニアムシリーズ）で最大のヒットになった『ゴジラ・モスラ・キングギドラ 大怪獣総攻撃』の27.1億円を上回った。観客動員数は218万人を記録。
映画音楽には、アレクサンドル・デスプラが起用された。デスプラはNHK BSプレミアムのテレビ番組『音で怪獣を描いた男〜ゴジラVS伊福部昭〜』でのインタビューに際し、オリジナル版の音楽を多く担当した伊福部昭にも触れて「伊福部の音楽を学ばずして、ゴジラという存在を表現することはできない」と敬意を表している。
視覚効果は、『ロード・オブ・ザ・リング3部作』にてアカデミー視覚効果賞の受賞経験を持つジム・ライジールが担当する。着ぐるみを用いる日本版と異なり、モーションキャプチャを用いたCGでゴジラを描いている。
撮影は、2013年3月18日にバンクーバー島のナナイモ周辺で始まり、6月30日にはハワイのホノルルでの撮影等を経て、2013年7月18日にクランクアップした。しかし、2014年3月10日に『森田一義アワー 笑っていいとも!』（フジテレビ）に出演した渡辺謙によれば、クランクアップ後も再撮影が続けられていた模様。撮影監督はシェイマス・マクガーヴェイが務めている。撮影にはArri Alexaのカメラが使用され、一部のシーンでは1960年代前半のビンテージレンズが使用された。
検挙された伊藤は商大グループとの関係を否定し続けたまま年を越し、その間に肺浸潤に罹患した。だが、1940年6月に拷問とともに「本筋を言え！長谷川らはどうした」と迫られ、他の仲間にも検挙の手が及んだことを悟り、供述に応じることとなった。同時期に検挙された「街」グループについても尋問を受けたが、すでにこのグループが1937年11月に一度検挙後、不起訴で釈放されていたため「供述は気楽であった」と後年回想している。伊藤は彼らから紹介されたのは誰かという訊問の中で、青柳喜久代から「アメリカ帰りのおばさん」を紹介されて二度会ったと気軽に供述したという。警察に提出する手記を書いた後の8月、警察医の診断により、「長谷川の取り調べが終わるまで」という条件で拘留一時停止となり、9月末に満鉄に復職する。伊藤は以前に執筆した論文で同じ満鉄調査室嘱託だった尾崎秀実から評価を得ていたが、復職後は出身地が近いこともあって家族ぐるみでの親交を深めることになった。12月、すでに内縁の関係にあった松本キミとの婚姻届を出す。伊藤は満鉄の社内誌に農業問題に関する論文を相次いで発表した。1941年9月29日、久松警察署に身柄を拘束される。これは長谷川浩らの調査が終了して書類送検の段階に達したためで、上記の通り予定されていたものだった。送検調書を取られ、通常なら起訴・拘置所に送致となるはずが、1ヶ月近く留め置かれる。伊藤の回想では、10月18日（尾崎秀実はその数日前にゾルゲ事件の容疑で逮捕されていた）に特高の刑事から「おまえはソ連のスパイではないか、よくもだましたな」と拷問を受け、そこで初めて尾崎秀実の逮捕容疑を知らされる。その2日後、刑事から「アメリカ帰りのおばさん」の名前が北林トモであること、北林が宮城与徳と連絡があり、宮城から尾崎秀実やリヒャルト・ゾルゲの名前が出たことを知らされ、尾崎秀実や北林との関係についての補足手記を書くように求められた。伊藤にとって隠すことではなかったためその事実を記したところ、特高側から「（前年に書いた本文と）手記の日付がバラバラでは具合が悪いので、本文同様に1940年7月末に統一しておけ」と言われる。伊藤はスパイ容疑による尾崎秀実の逮捕という事態に動揺していたため、これに従ったという。1942年6月4日に予審が終了し、東京地裁の公判に回される。6月28日、約9ヶ月ぶりに保釈された。12月に一審判決（懲役4年、未決通算260日）を受けたが、下獄をできるだけのばすため長谷川とともに上告し、1943年11月に再審判決で懲役3年未決通算260日となる。懲役が1年短くなったのは、1審判事のミスで「執行猶予中の再犯」と認定されていたものが、実は僅かな差で執行猶予期間外であったことが判明したためである。同年12月から巣鴨拘置所に服役し、翌年春に豊多摩刑務所に移されて終戦を迎える。この間、1943年8月1日には公判被告にもかかわらず召集令状が届き、取り消しとなる珍事もあった。巣鴨時代には死刑判決を受けた尾崎秀実ともわずかながら話をする機会があったが、そのやせ衰えた姿に胸を痛めたという。伊藤は入獄前に尾崎秀実の家族に見舞いを送るなど、厳しい情勢の中でも親交を続けていた。一方、拘置所・刑務所内では図書夫雑役という仕事に就き、他の思想犯の収監者には「管理者側に立っている」と批判的な目で見る者もいた。このことが戦後、伊藤の人物評価に不利な状況を生んだという指摘が石堂清倫や渡部富哉からなされている。