十二岁的法国男孩皮埃罗（Patrick de Bardine 饰）和妹妹尼克尔（Sylviane Rozenberg 饰）在偶然之中得到了一支从中国远渡重洋漂泊而来的风筝，两人和他们的小伙伴们将这支风筝视为珍宝。在一家古董店里，皮埃罗得知风筝上的形象名叫孙悟空。并且发现了风筝上拴着的信是来自一个名叫宋小清的中国男孩。皮埃罗十分想和宋小清成为朋友，但是倍博特（Gérard Szymanski 饰）却抢走了写有宋小清地址的信件。焦急万分的皮埃罗于是向孙悟空祈愿，哪知道孙悟空竟然从风筝上活生生的走了下来，不仅如此，它还满足了皮埃罗的愿望，将皮埃罗和尼克尔送到了中国。兄妹两人在这个神秘的东方古国里展开了一段奇幻冒险。

本片根据《聊斋志异》中同名故事改编。明朝年间，书生王崇文（高远）虽14岁就中秀才，却始终过不了乡试。乡试再次临近，一心想中举人的他害怕又名落孙山，开始求神问卜。某日他得道士指点，在半夜出门朝西北方向走去，来到一座名为魁星阁的破庙时，他没遇上道士所说的贵人，却见一位正在痛哭的美人（朱虹），紧接美人神奇消失。惆怅若失的王崇文回到家，美人竟从天至，并自称名叫梅娘，是乡试主考官的女儿。王崇文听后大喜，想借助她直上青云。随着与梅娘感情的增深，王崇文眼里越来越容不下妻子陈氏（陈娟娟），将之赶出家门。陈氏欲寻短见，被在外学武的小叔王崇武（翁午）救下，后者听完她的哭诉，归家欲看个究竟。很快，他和兄长看到骇人的一幕。

Eric、Pat、Jojo、龙、Bill、Ken、岚七个人本拟往离岛路营，但怎料碰上狂风暴雨，一行人来到一间空屋避雨。当夜，怪事连连，但谁也不以为然，而Jojo联同Bill及Ben捉弄龙，令龙无地自容，结果龙羞愤交加下被魔力扯进镜内。翌日，众人商议再停留一天，而龙则避不见人，众人以为龙因昨晚之事而发脾气，怎料Ken失踪，Bill、Jojo先后被杀，Eric等这才发觉龙有异样……

ある日、沖縄の海に奇怪な生物が現れた。オニヒトデを思わせる「それ」は毒液で漁師を負傷させ、瞬く間に日本全域に広がった。それは伝説のニライカナイの古代文明が環境汚染の解決の為の生体浄化システムとして生み出したが、暴走したために結果としてニライカナイの滅亡の一因となった怪獣ダガーラの復活の前兆であった。エリアス姉妹は地球の危機を察知して石垣島へ飛ぶと、そこにはニライカナイから来た小生物ゴーゴが出現し、その尾の装飾リングから宝がある事を悟った本土からの密猟者と、ゴーゴを保護した地元の少女たちがいた。エリアス姉妹は「ニライカナイの遺跡にはダガーラを倒す秘宝がある」という伝説を知っていた。少女たちとエリアス姉妹、そして姉妹と対立する黒い妖精ベルベラと密猟者はそれぞれ組んで海へ出る。ゴーゴの手引きでニライカナイの遺跡であるピラミッドが海から出現した。だが、宝捜しをしている頃、石垣島にダガーラが上陸し暴れ出したため、エリアス姉妹はモスラを召喚して戦いを挑む。ダガーラとモスラは石垣島から西表島まで空中戦を繰り広げ、遺跡のピラミッド付近で海中戦となり、モスラは海での戦いを得意とするダガーラに海に引きずり込まれた。そしてダガーラは「それ」 = 無数のベーレムをモスラに取り付かせ、モスラは戦闘不能に陥った。エリアスは必死にモスラに取り付いたベーレムを剥がそうと試みるが、あまりにも沢山付いているため、全くきりがない。絶体絶命のピンチに陥ったモスラ、宝の発見は急務となった。遺跡の中のトラップをくぐり抜けた少女たちと密猟者は、辿りついたホールでニライカナイの王女の立体映像から「ゴーゴが宝の主として少女 = 汐里を選んだ」事を告げられる。だが、ダガーラはピラミッドを襲撃してきた! 崩壊するピラミッドの最中、モスラはゴーゴの「命の水」の力により、取り付いたベーレムは取り払われ、さらにレインボーモスラとなってパワーアップし、再びダガーラと再戦する。さっきまでの状況とは一変し、今度はモスラが優位に立った。ダガーラが再び海中に潜った時、モスラはアクアモスラに変身し、戦いの舞台は、海底に移った。ダガーラの攻撃をバリアーでガードし、ダガーラに強力な攻撃を与えるモスラ。さらに分身モードとなり、ダガーラの体内から、ベーレムを倒しながら攻撃し、遂にダガーラは倒れ、その後、ピラミッドと共に消滅。モスラも海から出てきた後、元の姿のレインボーモスラに戻り、インファント島に帰って行き、危機は去ったのであった。