モスラ対ゴジラ
後年、ゴジラシリーズで監督を務めた大森一樹や手塚昌明らは幼少期に本作品を鑑賞して感銘を受けたといい、自作品にも影響を受けているという。
『ゴジラvsメカゴジラ』では、ゴジラの四日市上陸シーンで本作品をオマージュしている。特技監督の川北紘一は、本作品でも名古屋のロケハンに参加していたが、『vsメカゴジラ』のロケハン時は本作品当時の撮影場所は整備されるなど変貌しており、同じ場所でも印象がまったく異なっていたという。
『ウルトラマンサーガ』(2012年公開)でゴメス (S) が地中から現れるシーンは、本作品でゴジラが倉田浜干拓地から出現するシーンへのオマージュであり、これは元々ゴメスがゴジラの着ぐるみの改造であることを意識した演出である。
映画監督の周防正行は、『終の信託』(2012年公開)の完成後に「初めてハマったポップカルチャー」として本作品を挙げている。
海外版の完成フィルムでは、このミサイルが国連大使のセリフで「高性能誘導弾フロンティアミサイル」と説明されている。また、ミサイル艦隊の後尾で風にはためくアメリカの星条旗がアップになるカットがある。このシーンのロケは、静岡県の中田島砂丘に見立てた茅ヶ崎の海岸と大プールにて、擬似夜景処理を施してオープン撮影で4日間おこなわれた。完成作品ではこの流れはカットされているが、国内版予告にはこの浜辺を歩くゴジラの映像が存在する。当初、このシーンは海外向けの追加シーンとされていたが、実際には決定稿では四日市と名古屋の襲撃がない代わりに存在しており、ロリシカ国が開発した新兵器「誘導弾フロンティア」と紹介されている。
1990年代半ばにはこの海外版と日本版をセットにしたLDが発売され、2008年1月には5枚組DVD-BOX「ゴジラDVDコレクション I」の特典ディスクとしてDVD化された。
「B作戦」にて、人工雷発生装置の威力を増強するために第二次空挺隊が投入された巨大ネット。電気を通す材質で作られており、これをゴジラの全身に被せることで、体中へ一度に強力な電流を浴びせることができる。KV-107II-4中型輸送ヘリコプターの4機編隊で1枚ずつ輸送され、作中では3個編隊が計3枚をゴジラに向けて投下しているが、ゴジラの放射能火炎と装置のオーバーヒートによって失敗した。
小美人役のザ・ピーナッツは『モスラ』から引き続き登場した。同一役での連続出演は『ゴジラ』と『ゴジラの逆襲』に山根博士役で出演した志村喬以来であり、メインキャラクターとしての連投は珍しいものである。梶田によれば、ザ・ピーナッツのスケジュールは多忙であったが、『モスラ』がヒットしていたため、渡辺プロダクションは出演を快諾したという。
一方、同じく『モスラ』から続投である小泉博は、別役での出演であった。『ゴジラ』の主演であった宝田明も、別役だが同作品以来のゴジラシリーズへの出演となった。宝田は、新人であった『ゴジラ』から10年を経て、本多とも演技について議論ができるようになるなど、自信を持って演じることができたと述懐している。
脚本の準備稿では、悪役である虎畑次郎は登場せず、虎畑役の佐原健二は準主役として動物学者の原健也という役でキャスティングされていた。完成作品では、原の立ち位置は三浦博士に置き換えられており、この変更の結果、東宝特撮作品では珍しく佐原が悪役を演じることとなった。本多が佐原に、前年の『マタンゴ』(1963年)の悪役が良かったので「またやってみるか」と薦めたという。佐原は、それまで出演した東宝特撮作品では青年科学者のような役が多かったため、悪役に挑戦したと述べており、後年のインタビューでも虎畑が一番おもしろい役であったと回顧している。
そのほか、藤田進、田崎潤、田島義文など、特撮常連俳優が脇を固めている。