接續前作“哥吉拉X機械哥吉拉”的故事，一年前與哥吉拉（Godzilla）的決戰，機龍（機械哥吉拉Mechagodzilla）受損程度37%，失去了右腕及終極武器-絕對零度炮。
維修組員中條義人在八王子基地負責修復機龍的工作。某日中條在他叔叔信一的別墅家渡假時，嬰兒島的小美人精靈竟然出現在他們眼前。小美人給他們一個忠告：人類用哥吉拉骸骨製造出機龍是個嚴重的錯誤，如果出動機龍，摩斯拉就會變成人類的敵人。於是信一設法說服老友也是身為總理大臣的五十嵐，希望能中止機龍的計劃。但就在此時，太平洋又出現哥吉拉的影蹤…
当银幕上东京的硝烟与深海的低吟交织，《哥斯拉X摩斯拉X机械哥斯拉：东京SOS》用一种近乎悲壮的笔触，勾勒出人类与巨兽之间复杂的情感羁绊。这部承接前作的作品，并未选择更宏大的破坏场面，反而将镜头对准了机龙修复基地的深夜灯火，让金属与血肉、科技与自然的碰撞在寂静中迸发出惊心动魄的力量。
中条义人作为维修组员在八王子基地忙碌的身影，带着一种理工科式的执着与孤独。当小美人精灵突然现身警告“使用哥吉拉骸骨制造机龙是错误”时，影片并未陷入俗套的正邪对立，而是通过主角叔父信一的挣扎，展现出人类面对自身造物的复杂心态——既依赖又恐惧，这种矛盾心理被演绎得极具真实感。演员们内敛的表演风格，让那些看似平淡的对话都暗藏张力，尤其是机舱显示器上打出的永别之语，没有声嘶力竭的呐喊，却因克制而更显沉重。
导演手冢昌明显然深谙特摄片的本质不在于特效堆砌，而在于情感投射。三式机龙因初代哥斯拉骸骨获得自我意识的设定堪称神来之笔，当它抱着奄奄一息的战龙哥斯拉跃入深海时，金属骨骼与生物皮肤的摩擦声仿佛成了最哀伤的挽歌。这一刻，机械与生命的界限被彻底打破，让观众不得不重新审视“武器”与“生命”的定义。不过影片叙事节奏略显失衡，前半段修复机龙的细节铺陈虽有必要，但稍显冗长；而后半段摩斯拉的转变稍显仓促，若能增加更多人与自然象征之间的互动，主题表达会更加丰满。
尽管CG技术在当时已显陈旧，部分场景确实存在违和感，但这恰恰形成了独特的复古美学。机龙右腕断裂处裸露的线路与昭和时代特摄道具的质感如出一辙，反而比纯虚拟制作更具触觉的真实感。票房失利或许源于观众对深沉主题的不适应，但时间证明了这部作品的价值——它不仅是哥斯拉系列的一次大胆实验，更是对科技伦理的永恒叩问。当片尾字幕升起时，留在心底的不是怪兽互搏的震撼，而是那个关于“创造与毁灭”的哲学命题：人类究竟有权利扮演多少次上帝，才肯学会敬畏生命本身？