Challenger professzor sosem volt túl népszerű a többi tudós körében, de most egy igazán hihetetlen állítással állt elő: szerinte élő dinoszauruszokat talált az Amazonas mélyén.
Bár sokan kételkedtek benne, végül sikerült meggyőznie néhány embert, így elindulhatott az expedíció az ismeretlenbe. A csapat az Amazonas felső folyásánál hajózva rátalált egy fennsíkra, amelyről már régi portugál utazók is meséltek. Elsőre lehetetlennek tűnt feljutni a meredek sziklákon, de végül sikerült megtalálniuk egy ösvényt. Amit odafent találtak, minden képzeletet felülmúlt: olyan ősi állatok éltek itt, amelyeket máshol már évmilliók óta kihaltnak hittek. Sokuk azonban veszélyt jelentett az emberekre.
A csapat úgy döntött, hogy felfedezi ezt az elveszett világot, és megpróbál kijutni a fennsíkról. Roxton egy különös kék anyagra bukkant, majd később egy mocsárhoz értek, ahol pterodactylusok támadták meg őket. Kis híján életüket vesztették, de végül sikerült megmenekülniük.
Most már senki sem kételkedett Challenger professzor szavaiban. További dinoszauruszokkal is találkoztak, például egy iguanodonnal és egy allosaurusszal. Ám a legnagyobb veszély még csak ezután következett: egy félig emberi, félig majomszerű lényekből álló törzs fogságába estek. Roxtonnak sikerült megszöknie, és közben rábukkant egy falura, ahol emberek éltek, hasonlóak az indiánokhoz. Kiderült, hogy régóta háború dúl közöttük és az ősemberek között.
A csapat sietve az ősemberek falujába ment, hogy kiszabadítsa fogságba esett társaikat és más rabokat is. Végül sikerült véget vetni a harcnak. Egy ideig a helyi embereknél maradtak, akik azonban nem akarták elengedni őket, mert látták, milyen hatalmas ereje van a fegyvereiknek. Végül mégis rátaláltak a szabadulás útjára: felfedeztek egy alagutat, amely összekapcsolódott egy korábban otthagyott járattal. Miután sikerült áttörni az akadályt, végre elhagyhatták a fennsíkot.
Visszatérve Angliába, egy vacsorán megbeszélték a jövőbeli terveiket. Roxton új expedíciót akart indítani, hogy még jobban feltárják az elveszett világ titkait. Ennek egyik oka az volt, hogy a különös kék anyag valójában gyémántokat tartalmazott, amelyek 200 000 fontot értek – és valószínűleg még több drágakő rejtőzött a fennsíkon. Challenger egy múzeumot alapított, Summerlee folytatta a kövületek tanulmányozását.
Edward pedig alig várta, hogy viszontláthassa kedvesét, Gladyst – ám kiderült, hogy a lány időközben hozzáment egy hivatalnokhoz. Csalódottan, de elszántan csatlakozott Roxton új expedíciójához, hogy ismét visszatérjen az elveszett világba…
