Rätselhafte Urzeitvögel dezimieren die Bevölkerung einer abgelegenen Insel. Es sind die Gyaos, eine Art Flugsaurier, die sich teilweise von Menschen ernähren. Das Militär versucht dieser Vögel in einem Baseball-Stadion habhaft zu werden. Als dieser Plan misslingt und die Stadt daraufhin droht vernichtet zu werden, taucht die Riesenschildkröte Gamera auf. Als Beschützerin der Menschheit nimmt sie den Kampf gegen die Gyaos auf...