故事开始于一个男人在黑暗泥泞的从林里夺路狂奔的场景。一只野兽正在追猎他－－不管那是什么，从速度和声音来判断，肯定是一个庞然大物。

奄奄一息的男人被人发现，被并带到了科学家兼探险家George Challenger的营地里。男人最终伤重而死，但他的死并不是徒劳的。

在他的日记里，描述了一个史前的文明世界。几个星期后，George Challenger，这个一直颇受争议的科学家回到了伦敦，想劝说"伦敦动物学研究社"其他科学家相信这个史前文明世界的存在。

在这里，Challenger和"猎手"Roxton、"记者"Malone、"女富翁"Marguerite以及"无神论科学家"Summerlee组成了探险队，向亚马逊丛林进发。

他们的旅程刚一开始，就在这个既美丽、又可能发生任何事情的"迷失世界"里陷入了进退两难的境地，并遭到当地土著人的围攻。

故事承接上集。在这个迷失的世界里，有的不仅仅是美景，更多的是深不可测的危险。探险队遇到了美貌绝伦但是充满野性的Veronica，一个在丛林里长大的姑娘，她把探险队救出险境，并带回自己的"家"－－"树屋"。

Marguerite看到Veronica的朋友－－土著姑娘Asi－－身上戴着令人惊奇的宝石，心里动了邪念，于是偷偷向土著人酋长（Asi的父亲）允诺，要把Veronica许给酋长为妻。

作为交换，Marguerite 将获得大量宝石和离开迷失高原的路径。野蛮而原始的猿人攻击了"树屋"，抓走了Asi，打伤了Veronica。当其他人出去寻找Asi的下落时，Marguerite悄悄进行着她的计划，但Veronica很快识破了她的企图，并顽强反抗。

Marguerite发现事情并不像自己想象的那么简单，甚至有些危险。因为不要说离开迷失高原，可能就连活着离开土著村庄都要成问题。

Roxton到丛林里去寻找材料，想制作一把大得足够杀死霸王龙（T-Rex）的弩。一只真正的霸王龙出现了，大家不得不放下手里的活儿，赶紧逃命，霸王龙一路穷追不舍。

Roxton为了保护队友和营地，引这个巨大的野兽朝不同方向而去。就在霸王龙块要追上他的时候，他脚底下一松，掉进了一个洞里。其他人赶过来寻找他，也跟着掉进洞里，被洞中的旋涡所吞没。

不久，几个人浮出水面，发现自己已经身处迷失高原的另一侧了。他们发现在这里居住着一种起源自恐龙时代的智慧生物－－蜥蜴人，他们的世界就像是罗马帝国的翻版。