El joven periodista Edward Malone recibe la tarea de cubrir una conferencia sobre dinosaurios dirigida por el paleontólogo Summerlee. En el evento, también participa el profesor Challenger, un excéntrico investigador que presenta pruebas de un dinosaurio alado y lanza la propuesta de organizar una expedición a la Amazonía. Allí, afirma, se encuentra un refugio escondido donde sobreviven los últimos animales prehistóricos.