Im Jahr 1911 führt Professor Challenger eine britische Expedition von Wissenschaftlern in den Dschungel des Amazonas. Challenger ist der festen Überzeugung, dass in Südamerika noch Dinosaurier leben und will dies beweisen. Auf einem unzugänglichen Plateau mitten im Dschungel stößt die kleine Gruppe tatsächlich auf die längst ausgestorben geglaubten Giganten.
Doch die faszinierende Reise entwickelt sich für die Expeditionsmitglieder zu einem Albtraum. Gefahr droht nicht nur von den Riesenechsen, sondern auch von den dort lebenden Affenmenschen, die sich von Menschenfleisch ernähren. Der Kampf ums Überleben führt zu Zwistigkeiten innerhalb der Gruppe. Edward und Agnes hingegen verlieben sich ineinander.

Der Film beruht auf dem gleichnamigen Roman von Sherlock Holmes-Autor Sir Arthur Conan Doyle, der 1912 das erste Mal veröffentlicht wurde.