במרכז הסרט עומד במאי קולנוע (קלינט איסטווד), היוצא לאפריקה כדי לצלם את סרטו החדש, שמהווה למעשה תירוץ למטרת נסיעתו האמיתית - צייד פילים. עמיתו היחיד של הבמאי, שכפי הנראה גם מבין לליבו - לפחות עד לשלב מסויים במסע - כלומר, מבין כי הרפתקנות יכולה להיות אובססיה בפני עצמה, הוא התסריטאי שעובד עימו על הסרט. שיטות העבודה של הבמאי אינן מסורתיות, או מסודרות, הצוות סובל ומטורטר ברחבי היבשת הבלתי ידועה, והבמאי מעוניין במסעו הפרטי יותר מאשר בצילום הסרט. הסיפור מבוסס על ספר שכתב פיטר וירטל על ג`ון יוסטון, וסיפור הסרטת "המלכה האפריקאית" (עם האמפרי בוגארט וקת`רין הפבורן). איסטווד, שעם השנים רכש מעמד של שחקן ובמאי קולנוע רציני ומוערך, גם (ואולי בעיקר) כשהוא מטפל בז`אנרים ונושאים מוכרים מאוד יצר מחווה לבמאי יוצא דופן שקדם לו, ובאופן מסויים ניתן לראותו מעין אב רוחני - ג`ון יוסטון.
הצטרפו לחבריכם הפרהיסטוריים האהובים, ליטלפוט, סרה, דאקי, ספייק ופטרי וחברים חדשים, למסע נוסף בעמק החלומות בהרפתקה הגדולה מכולן, הכוללת שירים נפלאים לכל המשפחה. עדר נודד של דינוזאורים המגיע לעמק מביא עימו חדשות על שינויי מזג אוויר מעבר לעמק. מה שהיה בעבר אדמה יבשה עתה הפך לערפל כבד שממנו מגיחים יצורים לא מוכרים. כולם חשים כי העמק עצמו מוגן בפני הערפל והיצורים אך כשסבו של ליטלפוט חולה, מתברר כי ישנה תרופה אחת שיכולה להציל אותו והיא גדלה רק במקום אחד... בעמק הערפל.
יום אחד ענן גדול ומאיים של "אוכלי צמחים" משתלט על העומק הגדול וטורף כל צמח בדרכו. הנוף השופע הפך שומם וריק ועכשיו העדר חייב לחפש בית חדש עד שהעלים יצמחו מחדש. אולם כאשר פורץ ויכוח בין המבוגרים, המאיים להפריד את העדר, ליטלפוט וחבריו הפרהיסטוריים יוצאים לדרך לבדם. חיפושם מובילם מעבר לאגם הגדול - מקום בו חיים ושוחים יצורים משונים - לחופיו של אי מיסתורי שם הם מתוודים לצ'ומפר הצעיר שובה הלב מהרפתקת העמק הגדול! כעת מתהפכות היוצרות וצ'ומפר חייב להגן על חבריו אוכלי הצמחים ועל הוריו מפני האיום על האי!
קבוצת אימפריאליסטים לבנים פולשת למרכז מקסיקו ב-1522 ונופלת בשבי של שבט אצטקי, המקריב בתולות לטי רקס, שהוא אליל שלהם. גיבור הסרט הוא ריוס, שמנסה למנוע ממנהיג הלבנים, קורטז, לשעבד את האצטקים וגם להפסיק את קורבן האדם לדינוזאור.
הסרט מספר את סיפורם של שני אזרחים אמריקנים, מנהיגת תנועה לאיכות הסביבה ועיתונאי חוקר, המנסים להציל את יערות הגשם בבוליביה וללכת נגד חוקי משטר אפל וכנגד כל הסיכויים.