恐竜と人間が助けあって平和に暮らす失われた島大陸で、アーサーはダイノトピアの地底深く埋もれた神秘を探る冒険にのりだす。やがてそれは、外の世界には知られない、ダイノトピアの存続を守る必死の戦いとなる。本書の始まりで、ドニソン博士は新しく発明した蒸気式飛行機を公開する。かけだしの翼竜乗りであるウィルが、それに乗ってウォーターフォール・シティーの上を飛ぶが、大失敗に終わり、ウィルはすんでのところで翼竜に助けられる…。