Unos monstruos grotescos parecidos a Godzilla llamados "kaijuu" llevan muchos años apareciendo por Japón. Para combatir a estas bestias, una unidad militar de élite conocida como Cuerpo de Defensa arriesga su vida a diario para proteger a los civiles. Una vez que se mata a una criatura, los "barrenderos" -que trabajan bajo las órdenes de la Corporación Profesional de Limpieza de Kaijuu- se encargan de deshacerse de sus restos.

Kafka Hibino, un hombre de 32 años, no está satisfecho con su trabajo de barrendero. Desde muy joven ha aspirado a unirse al Cuerpo de Defensa y ganarse la vida matando kaijuus. Sin embargo, tras varios intentos fallidos, renunció a sus sueños y se resignó a la mediocridad que le proporcionaba un sueldo decente. Sin embargo, cuando un ambicioso recluta de 18 años llamado Leno Ichikawa se une a su equipo de limpieza, Kafka vuelve a recordar su deseo de alistarse en el ejército.

Tras una cadena de desafortunados acontecimientos y una interacción con el barrendero junior, Kafka se encuentra con un kaijuu de tipo parásito que se abre paso a través de su boca, convirtiéndolo en un monstruo humanoide. Con sus nuevos poderes, Kafka se propone dar una última oportunidad al sueño de su vida.