El doctor Rick Marshall (Will Ferrell), un científico venido a menos, queda atrapado en un vórtice espacio-temporal que lo transporta a un lejanísimo pasado, a un mundo lleno de dinosaurios al acecho y otras fantásticas criaturas. Pero en esta aventura a Marshall lo acompañan la superinteligente investigadora Holly (Anna Friel) y Will (Danny McBride), un experto en técnicas de supervivencia. Perseguidos por un tyranosaurius Rex y por los Sleestaks, unos monstruosos reptiles, los tres dependen de la ayuda de un primate llamado Chaka (Jorma Taccone), para poder salvarse