ガメラ対大悪獣ギロン
当初は主演の明夫役に金子吉延が予定されていたが、多忙で中学校を留年しかけていたため、学業を優先して見送られた(金子は「泣く泣く断った」と語っている)。また、『大怪獣空中戦 ガメラ対ギャオス』で純真な娘役だった笠原玲子が、本作品では一転して目張りの濃いメイクを施し、残酷な悪役宇宙人であるフローベラ役を演じている。
コメディリリーフである近藤巡査役の大村崑は、役名から劇中でも「コンちゃん」と呼ばれている。湯浅によると、大村は子供好きで、ガメラを観に来た子供たちの印象に残る演技をしようと一生懸命だったという。エルガ役のイーデス・ハンソンは、アメリカ輸出用に湯浅が「英語でしゃべってください」と指示を出すと、「間違った英語はしゃべれないから」と、監督を待たせて台詞を熟考していたという。
湯浅は、大村もハンソンも「怪獣映画に出る場合は、よっぽど頑張らないとただの怪獣の説明役、引き立て役に終わってしまうということがよくわかっていたのだろう」と語っている。
世界各地の天文台で、宇宙からの規則性のある電波が観測されていたが、天文学者の志賀博士は記者会見で他天体からのものかどうかという記者たちの質問を否定する。
ある夜、明夫とトムは天体望遠鏡で星を見ていると、円盤のようなものを目撃する。翌日、裏山に円盤を探しにいった明夫とトムは円盤を見つけるが、乗り込んだと同時に円盤が飛び立ち、宇宙へと連れ去られてしまう。それをガメラが追ってくるが、円盤は徐々に速度を増し、成層圏を超えて、ついにガメラを振り切ってしまう。
円盤が到着したのは、地球よりも文明が発達した惑星であった。明夫とトムは人を探すが、目の前に宇宙ギャオスが現れる。ギロンによってギャオスは倒されるが、ギロンは明夫たちにも迫る。何とか建物の中に逃げ込んだ明夫たちの前に、バーベラとフローベラと名乗る宇宙人が現れる。彼女たちは明夫たちを地球に行く間の保存食にしようと企む。そこへ子供の味方であるガメラが現れた。
この作品から若手の仲野和正がメインプロデューサーとなり、「第十番惑星」のアイディアなどが盛り込まれ、宇宙的指向が強い作品となった。宇宙を舞台にした話作りに関しては、高橋二三は「物語として間口を広げようと思った」とコメントしている。
監督:湯浅憲明
製作:永田秀雅
企画:仲野和正
脚本:高橋二三
音楽:菊池俊輔
助監督:小林正夫
撮影:喜多崎晃
美術:井上章
録音:飛田喜美雄
照明:上原正一
編集:宮崎善行
スチール:沓掛恒一
製作主任:川村清
湯浅はガメラ映画を撮るときは必ず特撮部分から撮入したといい、「特撮部分でどうしても説明しきれない部分を人間ドラマで補う」というつもりで作っていたと語っている。
志賀博士役の船越英二は自分の俳優業を息子の英一郎には隠していたが、彼が小学校に入る前には本作品で明かそうと映画館へ連れて行った。そのため、英一郎は静かな館内で画面内の英二の姿に思わず「お父さん!」と叫び、周囲から注目を浴びてしまったという。
明夫:加島信博
トム:クリストファ・マーフィー
友子(明夫の妹):秋山みゆき
志賀博士(天文台所長):船越英二
近藤巡査:大村崑
邦子(明夫の母):浜田ゆう子
エルガ(トムの母):イーデス・ハンソン
フローベラ(第十惑星人):笠原玲子
バーベラ(第十惑星人):甲斐弘子
新聞記者:夏木章、遠藤哲平、中田勉
天文台の助手:南堂正樹
巡査:喜多大八
ガメラ:泉梅之助
特撮:藤井和文 美術:矢野友久 合成:金子友三 照明:石森七郎 操演:金子芳夫 音響効果:小島明 ガメラ造形:エキスプロダクション ギロン造形:開米プロダクション