El doctor Rick Marshall (Will Ferrell) es un científico algo mediocre que descubre, por casualidad, un vórtice temporal. A traves de él, el doctor Marshall es enviado a un pasado muy lejano, cuando los dinosaurios y otras criaturas prehistóricas dominaban la Tierra sin la molesta presencia de los humanos.

Junto al doctor Marshall se encuentran la investigadora Holly (Anna Friell) y el increíble superviviente Will (Danny McBride). Ahora el único objetivo es escapar del mundo de los perdidos y regresar a casa antes de ser devorados por un T-Rex o capturados por los Sleestaks, unos reptiles lentos pero constantes. El único amigo de los humanos parece ser el primate Chaka (Jorma Taccone).