À Londres, en 1912, le jeune reporter Ned Malone aspire à impressionner Gladys, la femme de ses rêves, qui ne veut épouser qu'un aventurier. Il découvre l'opportunité parfaite en s'intéressant au professeur George Challenger, un scientifique controversé qui prétend avoir découvert des créatures préhistoriques en Amérique du Sud. Méprisé par la communauté scientifique, Challenger organise une nouvelle expédition audacieuse pour prouver ses dires. Accompagné de Malone, du professeur sceptique Summerlee et de l'intrépide Lord John Roxton, le groupe s'enfonce dans les profondeurs de l'Amazonie. Leur quête les mène à un mystérieux plateau isolé, un «monde perdu» où le temps semble s'être arrêté. Cependant, une fois sur place, nos explorateurs se retrouvent piégés au sommet, coupés du monde et confrontés à une faune d'un autre âge. Parviendront-ils à échapper à ce péril et à révéler la vérité ?