Durante una expedición a regiones inexploradas de la selva amazónica, el profesor de zoología George Challenger caza un extraño animal que parece ser un pterosaurio extinguido hace mucho tiempo. Desgraciadamente, sin embargo, la presa se pierde en un río salvaje. De vuelta a Londres, Challenger intenta convencer de todos modos a la gente de su descubrimiento durante una conferencia en el Museo de Historia Natural. Sus rivales, especialmente el profesor Leo Summerlee, no creen ni una palabra de lo que dice y lo declaran un loco pomposo. Para demostrarles que están equivocados, Challenger propone una nueva expedición al Amazonas, que finalmente es aprobada. El cazador de caza mayor Lord John Roxton y el joven periodista Edward Malone se unen como miembros. Summerlee también acepta ir, pero sólo para desenmascarar a Challenger como mentiroso.