北海道支笏湖付近に巨大隕石が落下し、自衛隊の渡良瀬中佐が落下現場に向かう。「放射能の検出はされておりません」「落下物の回収は」「いえ。そして落下の瞬間に制動がかかった形跡があるんです」「制動？気持ちのいい話じゃないな」落下物が消えていることに首をかしげる渡良瀬。札幌青少年センターの職員である穂波に札幌市南部一帯に電波障害が発生していると教えるＮＴＴ職員の帯津。「原因不明です」「隕石の影響かな」
支笏湖付近で強力な磁場が発生し、緑色のオーロラが発生する。支笏湖に向かった穂波は渡良瀬に立ち入り禁止だと言われる。渡良瀬に隕石は移動したのではと推測する穂波。渡良瀬はライターの火をつけて急に勢いよく炎が出たため驚愕する。ビール工場の倉庫で奇妙な怪物が現われビール瓶が大量に割られるという事件が発生する。光ファイバーの消失が続いていると穂波に言う帯津。「まったく原因がわかりません」「これ、恵庭の方から時間に沿って発生してますね」「確かにそうですね。あの隕石と何か」
ビール工場に行った穂波は渡良瀬にデータはあっていると話す。「支笏湖から何かが移動中というデータがあるんです。ここはその通過地点に当たります」ビール瓶だけ消えて、中身は残っていることが判明する。「どこかで世界のたがが外れちゃったのかもしれませんね。前はガメラにギャオス。今度は宇宙生物ですよ」「宇宙生物ですか」「タヒチの植物の６０％は島の外から鳥が種子を運んだものです。宇宙レベルでそういうことがあっても不思議ではないと思うんです」
札幌市営地下鉄が怪物に襲われ、多数の死傷者が出るという事件が起こり、続いてビルの中から巨大な植物体が出現する。地下鉄構内では奇妙な生命体が蠢いていたが、地下鉄の乗客の中には生き残っている者もいた。死んだ者と生き残った者の差は何かと考える渡良瀬。地下鉄構内は異常なまでの高酸素になっていることが判明する。今回の敵は宇宙生命だと力説する渡良瀬。「従って地球生命との共存の可能性はありません。殲滅するしかありません」
ハキリアリをご存じですかと渡良瀬に聞く穂波。「確かキノコを栽培するというアリですね」「キノコはアリなしでは育つことができず、アリはキノコなしでは巣を維持することができないんです」「あのビルに現れた草体と宇宙生物の関係も？」「両者セットで一つの生き物と考えたほうがいいかもしれません」「それが事実ならどちらか一方を排除すればいいわけですね」「気になることがあります。草体の繁殖方法です」
草体に花が咲き、草体を爆破することが決定する。帯津は草体を爆破すると高酸素も連動して、札幌は壊滅すると予測する。草体は活性化し緑色のオーロラを発生する。活性化した草体から重酸素が検出されたため、草体を爆破することに躊躇する自衛隊は、ガメラが現われたため作戦を中止する。
ガメラは草体をなぎ倒す。ガメラが種子の発射を停めたのねと呟く穂波。地下から現れた大量の宇宙生物はガメラの体を覆い尽くす。その状態でジェット噴射で空の彼方に消えていくガメラ。地中から巨大宇宙生物が現われて、空に向かって飛び立つが、津軽海峡で自衛隊機に爆撃される。
宇宙生物はレギオンと命名される。ガメラは石狩湾に落下し、海岸におびただしいレギオンの死骸が発見される。ガメラと交信した少女がいると帯津に言う穂波。「インターネットでサイトを見つめたの。浅黄って名前の女の子だけど」話し合う穂波と渡良瀬と帯津。「レギオンの死骸を解剖した結果、筋肉がないと分かったくらいで、後はお手上げの状態です」「巨大レギオンの死骸は見つかったんですか」
「巨大な羽だけ回収されました。まだ生きているでしょう」レギオンの体組織は半導体そっくりだと呟く帯津。「半導体ってシリコンでできてますよね」「あ」「シリコンは土を分解して生成されます」「その過程で酸素が発生し、ライターの火も大きくなる」「工場でビール瓶が消えたのはガラスがシリコンの化合物だったからじゃないかしら」「光ファイバーケーブルも奴らに食われたんだ」
結論づける穂波。「レギオンはシリコンを食べて酸素を発生させ、草体を育て、酸素は種子の打ち上げで爆発する時に使われる」「しかしシリコンは土の中にある。レギオンはどこでも繁殖可能なはずだ」「なのに土の少ない札幌を繁殖地に選んだ」レギオンは電磁波でコミュニケーションしてるのではと推測する帯津。
「地下鉄で犠牲になった人は、何らかの電波を発生している物を持っていた。レギオンはそれに反応したんだ」「レギオンが札幌を攻撃したのはコミュニケーションの違う敵の集合体と思ったんじゃないかしら。敵の基地を占領して陣地を作るみたいに」「もしそうならレギオンは都市を目指すことになりますね」「確かに大都市ほど電波は過密だ。もし東京がレギオンに襲われたら日本はどうなる」
穂波とともに防衛庁に行き、上官の佐竹と会う渡良瀬。「しかし東日本全域の都市に迎撃態勢を取ることは不可能だ」ガメラはなぜ札幌に来たと言う佐竹はガメラは我々の味方かと穂波に聞く。「前回ガメラと交信した少女のことをご存じですか」「あの話は私には信じられなくて。レギオンは東京を攻めてくると思いますか」「ダイレクトに攻めてこないとすれば、札幌と東京の間の大都市は」「仙台」
小型レギオンが仙台郊外のパチンコ店に現われ、仙台駅前に札幌と同じ草体が出現する。札幌より成長が早いと呻く渡良瀬は、穂波に危険だから札幌に帰ってくれと頼む。穂波は自衛隊のヘリに乗り込むが、友人と旅行していた浅黄と知り合う。ヘリが飛び立つ直前に巨大レギオンが現われ、ヘリは離陸不能となるが、そこにガメラが現われ、巨大レギオンと対峙する。
ガメラが我々を守っていると呟く浅黄。ヘリはガメラのために離陸可能となる。地中に潜って姿を消す巨大レギオン。ガメラは草体を破壊しようと仙台駅に向かうが、破壊寸前で種子は発射されてガメラの体に命中し、草体は爆発し、仙台市は壊滅し、ガメラは仮死状態となる。
このままでは東京も仙台の二の舞いと恐れる渡良瀬に、あまりにも情報が少ないと呻く佐竹。レギオンが蜂のように巣分かれして勢力を伸ばすと考えていたがそれは間違いかもと言う穂波。「種子の発射こそが巣分かれの行為ではないでしょうか。二度の巣分かれにガメラに妨害されて、レギオンも必死です。今度は総力をあげて向かってくると思います」「なぜ、仙台では小型レギオンはガメラを攻撃しなかったのか」「種子の発射寸前では攻撃しないのかもしれません」「とにかく仙台の惨劇を繰り返してはならない」
帯津は札幌でレギオンが集まった変圧器と仙台でレギオンが集まったパチンコ屋のネオンを分析し、レギオンが同じパターンの電磁波に反応することを突き止める。推測する穂波。「蜜蜂は刺すと死にますが、その時仲間を呼ぶフェロモンを出します。このパターンはレギオンにとって強力なフェロモンと同じ働きをするんじゃないでしょうか」「小型レギオンは誘導可能だ」浅黄は仙台に行くと穂波に言う。「ガメラは必ず復活します。だってガメラは絶対にレギオンを許さないから」
大型レギオンは足利市付近で現れ、自衛隊はなんとか市内侵入を食い止めようと必死で防衛するが大苦戦する。ガメラは浅黄の見つめる中で復活する。小型レギオンの群体は帯津の誘導する電磁波に導かれて、全滅の憂き目となる。何者に邪魔されず大型レギオンと戦うことができたガメラは腹から超エネルギー光線を発して、大型レギオンを倒し、いずこへと去っていく。
戦い終わって札幌市を歩く穂波と帯津。「人間は結局、またガメラに救われたんですね」「ガメラが救ったのは人間じゃないと思う。この星の生態系じゃないかな。ガメラはレギオンを許さない。きっとガメラは地球の守護者なのよ」「もし人間が生態系の破壊を続けたら」「ガメラの敵にはなりたくないよね」