メカゴジラの逆襲
1年前にゴジラとキングシーサーに敗れ、海に沈んだメカゴジラの残骸を調査していた潜水艇「あかつき号」がチタノザウルスに襲われ、「恐龍」という言葉を残して消息を絶った。海洋研究所の一之瀬は乗組員の最期の言葉から、15年前に「自らが発見した恐龍を、自在にコントロールしてみせる」として学会から異端とにらまれ、学会を追われたのみならず人間社会からも迫害された生物学者の真船博士の娘である桂と接触を持つが、桂は「父(真船博士)は5年前に死んだ」と答え、追い返す。
あきらめきれない一之瀬は大学や研究機関を訪れて真船博士の足跡をたどるうち、書庫の隅に紛れていたために処分を免れていた研究ノートを譲り受ける。それに書かれていた真船博士の唱えた説と研究に感銘を受けた一之瀬は桂のもとを再訪し、真船博士の説と研究の素晴らしさを直に伝える。これがきっかけとなり、一之瀬と桂は出会いを重ねるようになる。やがて二人は知らず知らずのうちに惹かれ合い、恋愛感情が芽生えていく。
遅すぎた理解者、社会からも迫害された研究者の娘――この2人の出会いが新たな災いの火種となることを、当の2人は知るよしもなかった。
チタノザウルスが超音波に弱いことを知った海洋開発研究所のメンバーによって、開発された。M20スーパー・バズーカから発射する受信機と、海洋開発研究所のベル 205に搭載された発信機から構成される。ゴジラの劣勢中に完成して使用され、耐え切れなくなったチタノザウルスはコントロールを受け付けなくなってしまう。 デザインは井上泰幸。
前作『ゴジラ対メカゴジラ』で初登場して人気となったメカゴジラをメインタイトルに据え、再登場させた作品。前作では敵怪獣はメカゴジラのみで、さらにゴジラにはアンギラスやキングシーサーという味方怪獣もいたが、本作品では強化改造されたメカゴジラ2と新怪獣チタノザウルスの2体にゴジラが孤軍奮闘する図式で描かれる。
ゴジラシリーズで、タイトルにゴジラ以外のキャラクターだけがフィーチャーされた唯一の作品である。公開当時のポスターなど、最新作メカゴジラ・シリーズ第2弾と銘打たれている。前作と併せてメカゴジラ関連の玩具やキャラクター商品も多数販売され、当時のメカゴジラの人気がうかがえる事例となっている。
シリーズは作品が制作されるごとに子供向けのヒーロー路線をたどっていったが、特に本作品の「チタノザウルスに踏み潰されそうになる子供が、ゴジラに助けを求める」というシーンがそれを如実に表している。その要因として、監督の本多猪四郎は子供ファンから「悪者にされてゴジラがかわいそうだ」や「ヒーローのゴジラを観たい」との多数の意見があったことを、本作品の劇場パンフレットで挙げている。