倫敦動物學會在查林杰教授的挑釁下組織亞馬遜探險隊，這位狂妄生物學家堅稱曾在此發現活恐龍卻無法提供證據。隨行包括理性學者薩默里教授、經驗豐富的探險家羅斯伯里勛爵、因當眾被查林杰用雨傘毆打而獲得隨行資格的記者埃德·馬龍，以及資助人之女珍妮弗·霍姆斯。巴西當地加入的成員有珍妮弗的弟弟戴維和向導曼努埃爾·戈麥斯。探險隊在高原上遭遇巨型蜘蛛等致命恐龍，失去直升機后被困絕境。通過發現的探險家伯頓-懷特日記，眾人得知羅斯伯里早已知曉其失蹤命運。當地部落作為秘密守護者展開致命威脅時，探險隊意外獲得協助，并最終利用熱氣球攜帶恐龍蛋樣本逃離高原。