Setelah operasi besar-besaran yang menyebabkan penahanan rekrutan baru Kafka Hibino, atau dikenal sebagai Kaijuu No. 8, Pasukan Pertahanan bingung bagaimana menghadapinya. Kafka adalah kaijuu pertama yang berpihak pada manusia, dan setelah pertimbangan yang matang, ia akhirnya dipindahkan ke Divisi Pertama Pasukan Pertahanan dengan harapan dapat menambahkan kekuatannya ke divisi terkuat, yang mampu menangani ancaman apa pun. Namun, beberapa orang masih meragukan Kafka, dan ia harus membuktikan kemampuannya dalam misi berikutnya.

Kafka dan Divisi Pertama segera dikirim ketika gerombolan besar kaijuu seperti semut mulai mendatangkan malapetaka. Berkat kekuatan gabungan teman Kafka, Kikoru Shinomiya dan kapten mereka, Gen Narumi, misi tersebut tampaknya berjalan sebagaimana mestinya. Namun, ketika Kafka gagal berubah menjadi bentuk kaijuu-nya, Kaijuu No. 9 yang mengerikan bergabung dalam pertempuran hanya dengan satu tujuan—untuk melenyapkannya dan mencuri kekuatannya. Meskipun situasinya tampak suram, Kafka harus mengatasi cobaan terberatnya bersama yang lain jika ia ingin terus mengejar mimpinya: berjuang berdampingan dengan teman masa kecilnya sekaligus kapten Divisi Tiga, Mina Ashiro.