Dans les années 1970, la société Petrox envoie Fred Wilson à la recherche de la mystérieuse « Skull Island », l'île du Crâne, qui contiendrait un gisement de pétrole important. Le professeur Jack Prescott, persuadé que l'île renferme un monstre préhistorique, s'infiltre à bord du navire mais il est rapidement démasqué. Wilson décide néanmoins de le garder comme photographe de l’expédition. Durant le voyage, l'équipage sauve une naufragée, Dwan, qui tombe bientôt amoureuse de Jack. Le navire arrive en vue de l'île, cachée dans un épais brouillard. Après un premier contact tendu avec les indigènes, notamment après avoir interrompu une cérémonie, l’expédition regagne le navire mais les autochtones enlèvent Dwan pour la donner en sacrifice à leur Dieu Kong, un gorille gigantesque qui l'emmène dans son repaire. Prescott se lance aussitôt sur ses traces. Profitant du combat entre le gorille et un serpent géant, Jack réussit à délivrer Duane. Fred Wilson décide alors de capturer le monstre à des fins promotionnelles pour la compagnie. Ils capturent Kong et le ramènent vers la civilisation. À New-York, King Kong s'échappe et part à la recherche de Dwan. Traqué par l'armée, il trouvera la jeune femme et l'emportera au sommet du World Trade Center. Jack ne tarde pas à comprendre pourquoi Kong l'a emmené là-haut : les deux tours ressemblent à deux montagnes se trouvant sur l'île. Pris au piège, le monstre affronte des hélicoptères militaires mais, mortellement blessé, tombe de la tour pour s'écraser en contrebas.