《科学怪人对地底怪兽》讲述了这样一个故事：1945年，盟军攻入德国，德国疯狂科学家李然博士关于科学怪人法兰克的研究项目也随之暴露。法兰克的心脏被潜艇秘密运往同盟国日本的广岛陆军医院，试图借此研究出不死士兵。然而，核爆炸将一切化为灰烬。
十五年后，科学家们在广岛展开核辐射对人类及环境影响的研究，意外发现了一个奇特的孩子。检测显示，他虽然曾遭受核辐射，却完全没有受到污染。经过调查，人们得知这个孩子是在核爆炸后神秘出现在广岛英树医院，也就是原广岛陆军医院的，而且他的身体还在不断长大。科学家因此推测，法兰克的心脏可能受到核辐射影响而发生异变，并将这个巨大的生物命名为“广岛怪人法兰克”。
此时的法兰克已经成长到无法控制的程度，并最终逃出医院。与此同时，秋田油田附近出现了一只地底怪兽。两只巨大的生物在平原相遇，随即展开激烈搏斗。最终，法兰克用火焰击败了地底怪兽，但就在这时，一只巨大的章鱼正悄然向他逼近……
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