Le professeur Challenger, lors d’une expédition en Amérique du Sud, tire sur un animal qu’il prétend être un ptérosaure préhistorique. À son retour en Angleterre, son collègue professeur, Summerlee, et la plupart de l’establishment scientifique le rejettent comme un canular. Cependant, John Roxton, chasseur et coureur de jupons ambitieux, et le journaliste Edward Malone sont prêts à entreprendre la mission de découvrir la vérité.