Rick Marshall (Will Ferrell) è un paleontologo cacciato dal dipartimento di scienze naturali e messo alla berlina dall’intera comunità scientifica a causa delle sue strampalate teorie su tachioni e distorsioni spazio-temporali.
Costretto suo malgrado a lavorare in un museo, Marshall viene spinto a terminare la sua ricerca dalla collega Holly Cantrell (Anna Friel) che gli mostra un fossile con una peculiarità davvero sorprendente, scoperta che spingerà il paleontologo ad ultimare il suo amplificatore di tachioni, strumento che gli permetterà di dimostrare le sue teorie.
Una volta ultimato il macchinario, Marshall, Holly e la guida turistica Will Stanton si recheranno nella grotta dove è stato rinvenuto l’anacronistico reperto archeologico, e attivato il macchinario Marshall darà il via ad una devastante reazione a catena temporale che lo trasporterà in un universo parallelo dove, senza l’ausilio dell’amplificatore perso durante il viaggio, dovrà cercare di cavarsela tra letali dinosauri carnivori e strane creature senzienti.