二十世紀のはじめ、イギリス動物学会の名物男で、古生物学者のチャレンジャー教授は、奇妙なものを手にいれた。それはアマゾン川流域で死んだアメリカ人の遺品だったスケッチブックで、そこには、二十世紀には生存しないはずの、数々のふしぎな動物が…。「南米の奥地にはいまなお、恐竜などの絶滅したとされる生きものが棲息している秘境がある！」というチャレンジャー教授の主張をたしかめるために、アマゾンの密林にふみこんだ探検隊。チャレンジャー教授を先頭に、学会での敵サマリー教授、新聞記者エドワード＝マローン、世界的な冒険家ジョン＝ロクストン卿ら四人の行く手に待ちうけていたのは、想像をぜっした世界だった。