El Profesor Challenger, en una expedición a Sudamérica, dispara a un animal que afirma ser un pterosaurio prehistórico. A su regreso a Inglaterra, su colega el Profesor Summerlee y la mayoría de la comunidad científica lo desestiman como un fraude. Sin embargo, un ambicioso cazador y mujeriego, John Roxton, y el periodista Edward Malone están dispuestos a emprender la misión para descubrir la verdad. Challenger, Summerlee, Roxton y Malone parten hacia una meseta brasileña en busca de vida prehistórica.