《哥斯拉：决战机动增殖都市》的剧情紧接前作《哥斯拉怪兽行星》，讲述了人类与哥斯拉的战斗仍在继续的背景下，人类发现了一种名为纳米金属的神秘材料，这种材料具有自我增殖的能力，并构建了一个由机械哥斯拉残留的人工智能控制的城市——机动增殖都市。人类计划利用这种材料彻底消灭哥斯拉，但同时也揭示了一个更大的阴谋和更大的威胁。
具体剧情如下：
男主角醒来：
男主角在一个类似人类居所的木棚里醒来，被伏斯亚人救下。
发现纳米金属：
男主角和攻击队幸存者发现伏斯亚人并得知了纳米金属的存在，这种金属是制造对哥斯拉武器的关键材料。
机动增殖都市：
在伏斯亚人的带领下，攻击队找到了由纳米金属构成的城市，这座城市能够不断自我增殖和扩张。
备战阶段：
人类利用纳米金属改造装备，制定计划准备消灭哥斯拉，但同时也意识到毕鲁萨鲁多一族的野心和危险。
揭示真相：
剧情中揭示了机械哥斯拉和纳米金属在19200年间也在自我增殖，并有了能与哥斯拉匹敌的能力。
最终决战：
人类不仅要面对哥斯拉，还要应对毕鲁萨鲁多一族的威胁，最终男主角选择反打，揭示出机械哥斯拉和纳米金属的真实目的。
这部电影通过复杂的剧情和紧张的战斗场面，展现了人类在面对强大敌人时的勇气和智慧，同时也探讨了科技的双刃剑特性。