Une aviatrice dont l'appareil s'est abattu dans la jungle a été recueillie par un peuple qui vit dans une vallée secrète où coule une fontaine de Jouvence. Vingt ans plus tard, Tarzan vient l'y chercher afin qu'elle puisse innocenter un homme accusé de meurtre. Lorsqu'elle revient pour retourner dans la vallée, des aventuriers la suivent qui veulent exploiter la source merveilleuse. Tarzan qui seul en connaît l'accès, refuse de les guider, mais sa compagne, Jane, y consent. Les habitants de la vallée tuent les trafiquants. Tarzan lui-même, considéré comme traître, échappe avec peine à la mort et sauve Jane d'une situation dangereuse.