2025年，地球生态恶化，恐龙仅存于赤道热带地区。佐拉·贝内特（斯嘉丽·约翰逊 饰），前特种部队成员，受制药巨头帕克金克斯委托，带领团队前往大西洋圣休伯特岛，提取三种巨型史前生物——海洋霸王龙、陆地泰坦龙、空中风神翼龙——的DNA，用于突破性心脏病治疗。团队包括资深船长邓肯·金凯德（马赫沙拉·阿里 饰）、古生物学家亨利·卢米斯（乔纳森·贝利 饰）、安全负责人鲍比·阿特沃特（艾德·斯克林 饰）及雇佣兵妮娜（菲利平·维尔热 饰）。与此同时，鲁本·德尔加多（曼努埃尔·加西亚-鲁尔福 饰）与女儿特蕾莎（卢娜·布蕾斯 饰）、伊莎贝拉（奥德里娜·米兰达 饰）和特蕾莎的男友哈维尔（大卫·伊安科 饰）因船只被霸王龙袭击而搁浅于岛上。

佐拉的团队成功提取霸王龙样本，却遭遇棘龙群攻击，鲍比丧生。鲁本一家在岛上躲避变异迅猛龙与翼龙龙混种“变种龙”，伊莎贝拉收养小角龙“多洛蕾丝”。帕克金克斯高管马丁·克雷布斯（鲁珀特·弗兰德 饰）为掩盖任务秘密推特蕾莎落水，导致鲁本一家与团队失散。佐拉与亨利攀崖取风神翼龙蛋，妮娜被棘龙杀害。亨利揭露岛上曾为基因实验基地，孕育出六肢畸形霸王龙“扭曲龙”。鲁本一家在河道遭遇霸王龙追击，哈维尔英勇救人，找到英Gen旧实验室。

团队与鲁本一家在实验室重聚，马丁夺取样本逃向直升机，却被扭曲龙吞噬，救援直升机也被毁。佐拉利用火炬引开扭曲龙，邓肯掩护众人逃往备用船只，伊莎贝拉解锁隧道铁门，救众人脱险。佐拉与亨利决定公开DNA样本，研发开源药物。幸存者在海上眺望岛屿，恐龙咆哮回荡，人类与史前巨兽的博弈未完待续。