Le professeur Challenger, zoologiste réputé, annonce qu'il a découvert des animaux préhistoriques vivant sur un plateau perdu de l'Amazonie. Comme on se refuse à le croire, il offre de conduire une nouvelle expédition à la recherche de ce monde oublié. Accompagné d'un lord anglais et de divers autres compagnons d'aventure, il atterrit sur le plateau en hélicoptère. Au cours de la nuit un brontosaure détruit l'appareil. Ils réussiront pourtant à quitter de justesse le plateau avant qu'il ne disparaisse dans une éruption volcanique.