共に海洋学者を父に持つ健一とヘレンは父親と一緒に謎の飛行物体が海に降りるところを目撃する。４人はボートで現場へ向かったが、突然海中からの光線を浴びて見知らぬ場所へと連れ去られてしまう。そこは宇宙船の中であった。現われた女性は自らをジグラ星人と名乗り、自分達の優れた科学力を証明するためと言って彼らの目の前で東京にマグニチュード１３の大地震を発生させた。未曾有の大災害中、ジグラ星人は人類に降伏を要求した。海に住むジグラ星人は、自分達の星の海を公害で汚してしまったために移住先として美しい海を持つ星を探し、４８０光年離れた地球を見つけたのだと言う。ジグラは海を占領するだけでなく人類を食料にしようと目論んでいるのだ。子供達は宇宙船からなんとか脱出したが、彼らを追ってジグラ星人を名乗る女性も上陸した。一方、ガメラの火炎攻撃を受けた宇宙船は爆発し、海中を飛ぶように移動する銀色の怪獣が現われた。これが本当のジグラ星人の姿であった。母星との水圧の違いからジグラは見る間に巨大化する。ガメラは戦いの場をジグラが苦手とする地上に移すが、光線の連射を浴びて海中に倒れてしまった。身動き一つできないガメラ。防衛軍の攻撃ではジグラに対して全く効果がない。最後の希望としてガメラを救助に向かった健一達４人も、逆にジグラに１万メートルの日本海溝へと引き摺り込まれてしまった。４人を人質に取られた防衛軍総司令は遂に降伏を決意した……。
事実上、昭和ガメラシリーズの最終話となる第７作。鴨川シーワールドとのタイアップにより、海中以外のシーンの大半はシーワールド内のものである。ただしジャイガーの時ほど制作費は掛けられなかったため、戦闘シーンも海中と海岸に限られ、街中のシーンがないのが残念であった。ストーリーとしては、同時期に公開された東宝の『ゴジラ対ヘドラ』と同じく、海の汚染を大きな柱とし、公害の恐ろしさを訴えた作品であるが、対ギロンや対ジャオガーと比べて内容に若干まとまりがなく、個々の展開も妙にあっさりしている感がある。相手の動きを止めることで簡単に宇宙船から脱出できたシーンや、４人を人質に取られただけで現場の司令が全人類を代表して簡単にジグラに降伏してしまうところなど、当時の子供達でも“冗談じゃない”と思ったはずである。もっとも子供を人質に取られると人類全部が降伏してしまうのはガメラシリーズの特徴でもあり、“子供の命は地球より重い”を貫いているとも言えるが……。シリーズの他の作品と比較して特徴的なのは、ジグラ星人に操られた女性役を演じる八並映子の存在である。ビキニで街中を駆け回るシーンは当時の小学生には随分と刺激的であり、月面基地で研究にあたる地質学者とは到底思えなかった。結果的に最終話となってしまったが、それは制作元の大映の倒産という不測の事態によるものであって、これを作成した時点ではガメラシリーズ自体は続きを作る予定であったため、特にシリーズ最終回を彩るものはない。これ以後、およそ９年後の『宇宙怪獣ガメラ』まで、またオリジナルと言う点では２４年後の『ガメラ 大怪獣空中決戦』までガメラは子供達の前からその勇姿を隠すのであった。
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