從一次失落的探險到委內瑞拉的高原，寶拉·懷特（Paula White）將她父親探險家楓樹懷特（Magle White）的日記帶到倫敦古怪的挑戰者教授（Challenger）。該期刊以恐龍的草圖為特色，足以證明挑戰者公開宣佈恐龍仍在地球上行走。挑戰者在動物學大廳的一次學術會議上被嘲笑，不情願地接受了一份報紙的提議，以資助一項拯救楓白的任務。挑戰者教授Paula White，運動員約翰·羅克斯頓爵士，新聞記者愛德華·馬龍（愛德華·馬龍（他是羅克斯頓的朋友，並希望繼續探險以打動他的未婚妻）），持懷疑態度的教授薩默裡，印度僕人三寶和挑戰者的男管家奧斯丁離開高原。

在高原底部的營地，當一塊大石頭掉落時，探險者被震驚，他們被棲息在高架壁架上的猿人送走。當機組人員抬頭看他們的襲擊者時，挑戰者在頭頂上窺探一隻翼龍（誤稱其為翼龍），殺死並吃掉了一隻年輕的弓形蟲，這證明瞭楓白日記中的說法是正確的。他們把扎姆博和奧斯丁留在營地，砍伐一棵樹並將其用作橋樑，越過高原進入峽谷，但雷龍將其撞倒，被困住了。

探索者目睹了高原史前野獸之間各種生死搏鬥。一個異特龍的攻擊的埃德蒙頓，叩門它變成沼澤。該異特龍，然後攻擊，並通過趕走三角龍。最終，異特龍進入營地並襲擊了探險隊。最終，愛德把火把扔進了嘴裡。艾德確信營地不安全，便爬上一棵樹尋找新的地點，但遭到猿人的襲擊。羅克斯頓成功射擊了猿人，但這種生物只是受了傷，逃脫了，然後才能殺死他。同時，一隻蜥蜴被異特龍攻擊，並將其殺死。暴龍突然襲擊並殺死了蜥蜴龍，還有不幸的翼龍。

然後，探險者可能會無限期地準備在高原上生活。建造了一個彈射器，在搜尋楓白時，羅克斯頓找到了遺體，證實了他的死亡。正是在這個時候，愛德承認自己對寶拉的熱愛，而這兩人是曾經擔任過牧師的薩默裡非正式地結婚的。

此後不久，當古生物學家觀察到雷龍時，異特龍襲擊了它，雷龍從高原邊緣滑落，被困在高原底部的泥灘中。此後不久，一座火山爆發，在失落世界的巨型生物之間引起大規模踩踏。當寶拉（Paula）的寵物猴喬科（Jocko）帶著繩索爬上高原時，工作人員得到了救助。機組人員用繩子拉起由Zambo和Austin建造的繩梯，然後爬下。

當Ed下降時，他又被拉繩梯的猿人攻擊。猿人再次被槍殺，最後被羅克斯頓殺死。他們發現被推離高原的雷龍已經輕柔地降落在河中的泥土中，被困住但還活著，挑戰者設法將其帶回倫敦，因為他想把它展示出來作為他的故事的證據。

但是，在從船上卸下時，它逃脫並造成破壞，直到到達塔橋，在那裡巨大的重量導致坍塌，並遊向泰晤士河。當生物離開時，挑戰者就處於駝峰狀態。埃德（Ed）發現，他在倫敦留下的愛在他不在時已經結婚，這使他和寶拉（Paula）可以在一起。當寶拉（Paula）和埃德（Ed）離開時，羅克斯頓（Roxton）疲憊不堪，但英勇地掩飾了他對寶拉（Paula）的愛，同時有兩個路人注意：“那是約翰·羅克斯頓（John Roxton）爵士–運動員。”