电影的时间设定在恐龙大闹圣地亚哥事件四年后（第二部的事件四年后）。一名小男孩玩滑翔翼不幸失踪在索纳岛上。他的父母富商保罗与前妻阿曼达请求恐龙专家格兰特博士前往搭救。艾伦·格兰特博士（山姆·尼尔饰）无论如何也不愿再返回那个鬼地方。虽然发下重誓，但现状不得不让他收回誓言。他的一项史前动物研究陷入资金紧张的窘境。而这时，富有的商人保罗·科比（威廉姆·H·梅西饰）及其夫人阿曼达（蒂娅·里欧妮饰）找到艾伦，邀请他作为向导带他们乘飞机前往索纳岛观光。一方面酬劳颇丰，一方面又得知不用着陆小岛，好了伤疤忘了疼的艾伦接受了他们的邀请。

然而事情却朝相反的方向发展，他们的飞机最终迫降小岛。至此他才得知，原来科比夫妇来此的目的竟是为了寻找失踪的儿子。与此同时他还发现，经过八年的自然进化，恐龙中最聪明的速龙竟然拥有了自己赖以交流的语言。这一次他的对手不仅凶恶，而且更为狡猾