Will Ferrell interpreta al Dr. Rick Marshall, un científico venido a menos, al que atrapa un hueco espacio-temporal, y le lanza a un pasado lejano. El científico carece de armas, habilidades e inteligencia para sobrevivir en un universo alternativo plagado de dinosaurios al acecho y fantásticas criaturas de otro mundo. Pero el Dr. Rick Marshall no está solo en esta aventura. Le acompañan la superinteligente investigadora Holly (Anna Friel) y Will (Danny McBride), un enemigo de la supervivencia. Perseguidos por T. Rex y acosados por reptiles de una lentitud que exacerbaría a cualquiera, los Sleestaks, los tres dependen de su único aliado, un primate llamado Chaka (Jorma Taccone), para salir de esta dimensión