4명의 호기심과 모험심 많은 소년들이 뉴욕의 자연사 박물관의 선사시대의 공룡전시회를 관람하게 된다. 전시회를 관람하던 중 삼엽충 화석을 발견한다. 센트럴 파크 레이크 (Central Park Lake)로 나선 뒤 비밀의 동굴을 우연히 발견하는데 과거 시간대로 연결되는 신비한 동굴로 과거 선사시대 시간으로 연결되는 그들의 모험이 시작된다. 이 신비한 동굴안에는 "시간 강"흘러 나와 소년들은 배를 구하여 노를 저어 선사시대의 시간으로 도착하게 된다. 모험의 시작으로 온갖 공룡들과 선사시대의 동물들과의 만남으로 다양한 위험에 직면하고 원시시대의 삶에 대해 많은 것을 배워 나가는데.....

1992년 유엔 G센터에서 개발된 메카고지라는 고지라와 싸웠지만 패배했다. 6500만 년 전 알에서 태어난 베이비 고지라를 미끼로 고지라를 유인하려 했지만, 라돈의 습격으로 실패했다. 결국 고지라에게 베이비를 돌려주자 고지라는 파괴를 멈추고 베이비를 데리고 바다로 갔다.

중년의 잘 나가는 건축가 잭. 그는 늘 같은 꿈을 꾸며 눈을 뜬다. 19살 때 죽은 어린 동생에 대한 기억. 오랜만에 아버지와 통화를 한 잭은 문득 어린 시절을 떠올린다. 미국 텍사스, 오브라이언과 아내는 세 아들과 함께 단란한 가정을 이룬다. 언제나 자애로운 사랑으로 아이들을 대하는 엄마와 달리 엄격하기만 한 아버지 오브라이언은 아이들에게 경외의 대상이자 두려움의 대상이다. 맏아들인 잭은 권위적인 아버지와 자꾸 부딪히게 되고 두 사람 사이엔 미움과 분노가 자리하게 되는데...

북대서양을 항해하던 무역선이 정체 불명의 바다괴물에게 공격당한다. 백만장자 휘트모어와 그의 아틀란티스 탐험대는 이 사고가 아틀란티스의 입구를 지키는 레비아탄의 소행일 것이라 추측하고 다시 아틀란티스를 찾는다. 제국의 재건을 돕기 위해 아틀란티스에 남았던 마일로는 오랜만에 찾아온 옛 동료들을 반갑게 맞지만, 사건의 정황을 듣고는 곧 심각한 걱정에 빠진다. 비록 레비아탄은 여전히 자신의 위치를 지키고 있었지만, 아틀란티스의 심장인 크리스탈의 부활로 인해 다른 곳에서 잠자고 있던 아틀란티스의 병기가 되살아났을 수도 있기 때문이다. 마일로와 키다는 함께 지상으로 나가 사태를 정확히 파악하고자 한다. 괴물이 나타났다는 바다 근처를 항해하고 있을 때, 예의 바다 괴물이 마일로 일행을 공격해온다. 소형 잠수정으로 탈출한 이들은 운좋게 목숨을 구하지만, 파도에 떠밀려 안개 자욱한 섬에 이르게 된다. 그곳의 지도자처럼 보이는 노인 볼거드는 그들을 숙소로 안내하지만, 배를 수리하는 대로 떠날 것을 종용하는 등 의심스런 태도를 보인다.

영화는 해안에 편지가 떠밀려 오고 누군가가 그 편지를 읽는 것으로 시작을 하게 됩니다. 병속에 든 편지는 주로 어딘가에 표류가 되어 자신의 생사를 알릴때 쓰는 것으로 주로 사용이 되는데요. 편지의 내용은 보웬 테일러가 일종의 모험담을 적은 이야기 입니다. 스포일러 있습니다. 때는 1차 세계대전 당시로 전함은 물론 적대국의 상선도 가리지 않고 공격을 하면서 악명을 떨쳤던 유보트가 그날도 영국 상선을 공격하여 침몰 시키게 됩니다. 리사와 겨우 살아남은 주인공 테일러는 영국 선원들에 의해 구출이 되나 그들도 표류를 하는 것 외에는 특별히 할수 없다는 것을 알게 됩니다. 한편 민간인을 공격한 것에 대한 일말의 죄책감을 가지고 있는 유보트의 선장은 선내에 공기를 채우기 위해 부상을 명령 하게 됩니다. 테일러와 살아남은 영국 선원들은 잠수함이 올라오는 것을 느끼고 유보트 탈취 계획을 세우게 됩니다. 우여곡절 끝에 유보트를 탈취한 테일러 일행은 유보트 선장에게 동맹국으로 향하라는 명령을 내리게 됩니다. 그리고 영국 전함을 만나 교신을 시도 하지만 적군으로 오해한 영국 전함의 공격만 받게 되는데요. 아군의 공격에서 겨우 피신한 유보트는 항해를 계속 하다 미지의 섬을 발견 하게 됩니다. 그중간에 유보트 군인들에게 제압을 당했다가 다시 유보트를 접수 하게 되고 모두 살기 위해서는 공조를 약속하게 됩니다. 아무튼 연료도 음식도 고갈이 되면서 앞뒤 가릴 것이 없게 된 일행은 얼음으로 뒤덮혀 있는 섬에서 따뜻한 담수가 흘려나오는 것을 발견 하게 되고 섬 내부로 잠수해 들어가는 모험을 시도 하게 됩니다. 아슬 아슬하게 협곡을 통과한 유보트 앞에서 과거, 현재가 뒤섞여 있는 미지의 세계가 펼쳐지게 됩니다

맥브라이드 일행은 실종된 친구 보웬 타일러를 찾아서 공룡과 원시 부족이 산다고 전해오는 화산섬을 찾아나선다. 섬에서 이들은 타일러가 같이 지낸 부족의 아가씨를 만나 타일러가 사나운 동굴 부족에게 포로로 잡혀 갔음을 알게 된다. 그녀의 안내를 받아 동굴에 이른 이들은 타일러를 구출하는데는 성공하나 도망치던 중 부족의 공격을 받아 타일러는 죽고 만다. 공룡의 공격과 부족의 추적, 화산의 폭발 등 여러 위험을 무릅쓰고 이들은 간신히 섬에서 빠져나가 무사히 고향으로 향한다.

비 내리는 뉴욕 브루클린 거리의 수녀원 앞에 보자기에 쌓인 한 개의 큰 알이 버려지고, 거기서 예쁜 여자아이가 태어난다. 아기는 공룡을 연구하는 여대생 데이지(사만다 매디스 분)로 자라나고 유적지를 발굴하던 중 공룡의 진화족이 사는 지하 세계의 폭군 쿠파 왕(King Koopa)이 보낸 덜떠러진 부하 이기(피셔 스티븐스 분)와 스파이크(리차드 애드슨 분)에 의해 납치된다. 그녀를 쫓아가던 배관공 마리오 형제(Mario Mario: 봅 홉킨스 분 / Luigi Mario: 존 레귀자모 분)는 지하에 있는 별개의 도시 디노하탄을 발견한다. 인간처럼 진화를 거듭하면서 살아오던 공룡들은 자원의 고갈과 곰팡이에 시달린 나머지 쿠파라는 자가 반란을 일으켜 인간 세계로의 침입을 준비 중이었다. 이에 결정적으로 필요한 것은 공주의 목걸이에 걸린 운석이었다. 바로 데이지가 이곳 세계에서 태어나 지상으로 와서 자란 공룡의 진화족 공주였다. 쿠파는 자신의 독재에 반대하는 자들은 반진화기에 넣어 굼바(Goomba)라는 동물로 만들어버리는 냉혹한 자였다. 한편 디노하탄에 잡혀간 마리오 형제는 끝없이 이어지는 경악스러운 현실에 놀라면서도 감옥을 탈출, 안전지대로 피한다. 데이지를 구출하기 위해 이기와 스파이크의 도움으로 마리오 형제는 마침내 데이지는 물론 아버지인 바우저 왕, 마리오 연인과 부룩클린에서 납치됐던 모든 여자들을 구출하여 부룩클린으로 돌아오는데 성공한다.

2066년 은하계 어딘가에서 구조요청을 받은 카터대위와 구조대가 과학자들과 함께 사람들을 구하기 위해 어느 행성에서 도착하여 작전을 펼치던 중 공룡에게 습격 을 받아 대원들이 죽게 된다. 과학자를 싫어하는 카터대위 계속되는 랩터들의 습격에 대처하면서 의문을 품게 되고 결국 과학자들이 소속되어 있는 회사에서 랩터가 군대로 쓰일 수 있는지 파악하기 위해 허위로 구조요청을 보내 구조대를 상대로 실험을 하고 있다는 사실을 알게 되고 랩터들의 습격 속에서 결국 탈출한다.