S'appropriant la découverte d'un collègue, un zoologue monte une expédition pour prouver à la communauté scientifique que des dinosaures ont survécu dans une région oubliée de Mongolie. Au terme d'un long voyage, les membres de l'expédition trouvent les animaux préhistoriques, mais ce monde perdu et inhospitalier est plein de dangers .... Mongolie, 1934. Le professeur White célèbre avec du champagne l'aboutissement de ses recherches dans une caverne où il vient de ramasser un oeuf géant. Azbek, son guide local, n'est pas du tout rassuré par les lieux et le met en garde. Soudain, il se fait dévorer par d'étranges animaux préhistoriques .... Attaqué à son tour, le professeur White réussit néanmoins à s'échapper et est recueilli par le frère et la soeur d'Azbek. Ceux-ci appellent un autre scientifique, le professeur Challenger, à son chevet. Défiguré et mourant, le professeur White lui confie qu'il a enfin découvert des dinosaures vivants et qu'il détient la preuve de sa découverte.