2003年12月13日に公開された日本映画で、「ゴジラシリーズ」の第27作である。カラー、シネマスコープ、ドルビーデジタル。併映は『とっとこハム太郎 ハムハムハグランプリン オーロラ谷の奇跡 リボンちゃん危機一髪!』。興行収入は13億円で、観客動員数は110万人。略称は『GMMG』『東京SOS』。
ゴジラミレニアムシリーズの第5作である本作品は、前年に公開された『ゴジラ×メカゴジラ』の好評を受けて製作された、同作の1年後を舞台とした直接の続編であり、ミレニアムシリーズで世界観が唯一繋がっている。モスラが卵、幼虫、成虫でそれぞれ登場するが、これは配給側からの要請によるもので、メカゴジラとモスラは本作品で初共演となった。
前作で主人公を演じた釈由美子も少し登場するが、本作品では脇役に移行しており、主人公は金子昇が演じる3式機龍の整備士となっている。
前作以上に歴代の東宝映画が史実であるという設定を活かし、前作でも作中で語られたように1961年の映画『モスラ』と直接つながった世界であり、本作品では共通人物として小泉博が同じ中條信一役で出演している。
劇中では前作と異なり「メカゴジラ」という呼称は一切登場せず、一貫して「機龍」と呼称されている。また、メインタイトルでは「機龍」と最初に表示されてから「メカゴジラ」に変わっている。
主な舞台は、港区および千代田区。前作でミニチュアが制作された実在の建物は横浜・八景島シーパラダイスのアクアミュージアムのみであったが、本作品では東京タワーや国会議事堂が制作され、大規模な破壊が描写されているのも特徴である。そのほか、2003年4月に開業した六本木ヒルズも登場している。東京タワーの眼下にある増上寺も、映画『キングコングの逆襲』（1967年）に登場していたものの、1974年に再建された本堂が東宝特撮映画に登場するのは本作品が初である。
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