Eine Expedition unter der Leitung von Professor Challenger verlässt London in Richtung Brasilien mit dem Ziel, die vom Tagebuch des verschwundenen Forschers Maple White erwähnte "Verlorene Welt" zu finden. Die kleine Truppe besteht aus Professor Challenger, der seine Hypothesen von der Existenz der Dinosaurier bereits öffentlich gemacht hat, Professor Summerlee, Sir John Roxton, Reporter Ed Malone und Paula, Maple Whites Tochter. Als die Reisenden endlich eine geheimnisvolle Hochebene im Amazonas-Dschungel erreichen, wartet auf sie ein atemberaubendes Schauspiel: Das Land blieb seit der Vorzeit unberührt und ist von Brontosauriern, Pterodaktylen, Stegosauriern und Triceratops bevölkert. Die Forscher riskieren mehrmals ihr eigenes Leben, doch es gelingt ihnen letztlich, dem Dschungel einen Dinosaurier zu entreißen. Nach London will Professor Challenger den Dinosaurier bringen, ihn ausstellen und erforschen. Doch einmal in der Metropole angekommen, sprengt das Tier seinen Käfig und läuft durch die Stadt in Richtung Tower Bridge. Die Brücke bricht unter dem Gewicht des Dinosauriers zusammen und lässt ihn in die Themse stürzen, wo er in Richtung Meer schwimmt ...