冒険好きの少年明夫とトムは、不時着した無人宇宙船に乗り込み、太陽を挟んで地球と反対側にある第10惑星に連れ去られてしまう。彼らを迎えた第10惑星人は一見友好的に見えたが、やがて本性を現わし、地球侵略のため少年たちの脳を食べて情報を得ようとする。そこへ地球からガメラが飛来、明夫たちは危ないところを救われる。だが、第10惑星人が繰り出した大悪獣ギロンの猛攻で、さしものガメラも深手を負ってしまう。