ゴジラ襲撃から一夜明けた新宿では、自衛隊が廃墟内の残留放射能を検査する一方、ゴジラの体の破片を回収する作業が行なわれていた。その最中、米国のバイオメジャーもG細胞の採取に成功、自衛隊に発見され銃撃戦となる。辛くも逃げ切った彼らだが、サラジアの工作員によって全員射殺されG細胞も彼の手に渡る。サラジアに運ばれたG細胞は、白神博士の研究室で小麦などの作物と融合させ、砂漠でも育つ植物を生む実験に使用されていた。しかし、G細胞争奪戦に敗れたバイオメジャーの策略で研究室は爆破され、白神博士はG細胞と共に最愛の娘・英理加を失う。
それから5年後、三原山内において再び活動を開始したゴジラに備え、国土庁はゴジラの体内の核物質を食べるバクテリアを利用した抗核エネルギーバクテリア(ANEB)の必要性を強く認識したが、科学者の桐島は、それが核兵器を無力化する兵器にもなり、世界の均衡を崩す引き金になるのではという危惧を抱いていた。しかし、日に日に活動を活発化させるゴジラに対抗し得るものとして、自衛隊の黒木特佐はその開発のために白神博士の協力を仰ぐ。一度は断った博士だが、G細胞を1週間貸与するのを条件に抗核エネルギーバクテリアを開発する事を承諾する。
数日後、芦ノ湖に巨大なバラの様な姿の怪獣が現れる。それは白神博士が娘の細胞を融合させたバラの命を救うために組み込んだG細胞の影響によって急激な成長を遂げた怪獣ビオランテであった。
同じ頃、バイオメジャーによる、ANEBの引渡しを求める脅迫文が首相官邸に届く。応じぬ場合は三原山を爆破させゴジラを復活させるというその内容に、桐島と自衛官の権藤は引渡しに応じるが、サラジア工作員によりANEBは奪われ、さらに爆破された三原山からはゴジラが復活してしまう。
ゴジラは浦賀水道で護衛艦やスーパーX2と交戦し、これを撃退。続いて小田原へ上陸し、芦ノ湖でビオランテと対決する。ビオランテの様々な攻撃に苦しむゴジラだったが、放射能火炎によってビオランテを倒し、駿河湾へ消える。対G作戦の指揮を任された黒木特佐は、その後ゴジラがエネルギー補給のために若狭湾の原発群へ向かうと予想。最短経路の名古屋を通るとして伊勢湾に戦力を集結させるが、予想に反してゴジラは紀伊水道に現れる。裏をかかれた黒木特佐はスーパーX2のみを大阪に、残りの戦力を若狭湾へ向かわせてゴジラを迎え撃つ作戦へ変更する。一方、桐島と権藤はサラジアのアジトが大阪にあることを知り、ANEB奪回に向かう。刻一刻とゴジラの上陸が迫る中、奪回に成功した権藤はそのままANEBをゴジラに撃ち込む準備へと入った。そしてゴジラはついに大阪に上陸する。
哥斯拉之真假对决ゴジラＶＳビオランテ在线观看，由
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