Два брата Карл и Дэвид разбиваются на самолете над океаном и выплывают на берег острова где люди живут бок о бок с динозаврами. Здесь существует древняя цивилизация построенная на симбиозе разумных видов. Трицератопсы тянут повозки в городах птеродактили доставляют почту а в библиотеках хранятся свитки о временах когда этот мир только формировался. Братья попадают в Уотерфолл-Сити где их встречает девушка Марион знающая язык динозавров и местный профессор который объясняет что с острова нельзя уйти. Карл бунтует против новой реальности он хочет вернуться домой любой ценой. Дэвид наоборот очарован этим местом где гигантские ящеры мудры как старейшины а в воздухе витает что-то первобытное и одновременно утонченное.
Но под внешним спокойствием Динотопии зреет угроза. Хищные динозавры из Запретных земель начинают проникать за границу а древний солнечный камень поддерживающий равновесие острова теряет силу. Карл случайно узнает о существовании подземных туннелей ведущих к сердцу острова и это знание делает его ключевой фигурой в надвигающемся кризисе. Марион пытается научить братьев местным законам гармонии но Карл видит в каждом правиле ловушку а Дэвид чувствует что остров словно проверяет их на право остаться. Между ними растет трещина непонимания пока где-то в глубине джунглей просыпается нечто что не должно было проснуться.