在狂热的研究生康纳 坦普尔的怂恿下,动物进化学专家尼克 卡特对发生在迪恩森林里的奇怪自然现象产生了兴趣。卡特、坦普尔和实验室技术员斯蒂芬 哈特一起来到迪恩森林进行实地考查。动物园管理员艾比 梅特兰此时也发现,一个小男孩所饲养的奇怪宠物是自己从未见过的物种。
内政部的公务员克劳迪娅 布朗希望卡特能够打消公众的疑虑,但是卡特坚持展开调查。事实上,卡特此行还有自己的私人目的:八年前,他的妻子海伦在迪恩森林的中心地带失踪了。
卡特邀请克劳迪娅加入调查。夜里,他们路遇一头二叠纪时代的远古巨兽,被吓得目瞪口呆的艾比确认这是草食动物,那么先前看到的将一头死牛抛到树上的又是什么东西呢?
小男孩本声称自己看见过怪兽,这加重了卡特的担心--一头史前掠肉怪兽正在公开游荡。怪兽袭击了当地的学校,斯蒂芬勇敢地转移了怪兽的注意力,救下了惊慌失措的本和他的女老师。
这些动物来自何方?草食恐龙带领众人找到了答案:空气中的一团绚丽而扭曲的光芒,一个时空间的异常点。草食恐龙消失在异常点彼端--这个异常点将远古时代和现在联系在了一起。卡特下决心穿越异常点,因为他认为妻子的失踪可以在另一端找到答案。
政府派来的官员莱斯特不情愿地答应了卡特的要求,但是比起卡特的生命来,他更在乎所能得到的信息。卡特在特种战士赖恩的保护下跨越异常点,来到了二叠纪大沙漠。在那里,他们发现卡特妻子海伦的照相机埋在黄沙之下,她还活着吗? 卡特开始怀疑海伦可能早就知道时空异常现象。每个人都认为在上亿年的过去发现了她的照相机,意味着她已不在人世,但是卡特心里却有不同的想法。
莱斯特 对卡特的疑心一天天加重,但是克劳迪娅用卡特是他们唯一的专家作为挡箭牌,说服莱斯特让卡特暂时继续参与行动。不过,莱斯特也看穿了克劳迪娅没有表露出来的私心--也许克劳迪娅总为卡特说好话,并不仅仅是因为他在这个任务中的价值……
与此同时,艾比对斯蒂芬也产生了好感,私下里希望他不要把她看成是一个单纯的动物专家。暗恋着艾比的 康纳心中不是滋味,打算在野营时替美人站岗放哨,赢回她的芳心。结果,一个看起来像恐龙头的东西搅了他的好局……他们都不知道的是,伦敦的地铁隧道中,真正的远古怪兽已经悄然出现。
在迷宫般的隧道里,探路的英国空军特种战士被一群巨大的蜘蛛所袭击,被迫撤退。但是当卡特和他的小组下来调查时,却发现一种更为可怕的生物在等着他们:一只巨大、行动迅速、15英尺长的野兽--千足虫的祖先Arthropleura。
斯蒂芬 和艾比逃了出来,但是卡特却迷失在一条地铁通道里。斯蒂芬将艾比送到安全地带,然后返回去营救卡特。不料, 斯蒂芬自己却遭到千足虫的袭击,生命垂危。在弥留之际,他精神产生恍惚,觉得自己好像看到了海伦,而且她还托他给卡特带个口信。
要想救活斯蒂芬,只有研制解毒剂,而唯一的方法就是从千足虫身上获得毒液样本。康纳的百科全书指引众人发现了千足虫挖的地道,结果…… 卡特极力劝说莱斯特相信一系列异常现象的紧急性,但莱斯特并不愿意相信他。相反的,他幻想这个问题来得快、去得也快--但事与愿违。
一头凶猛的远古沧龙(形体很大且已绝迹的水生蜥蜴,长有退化肢,作为游泳的桨。这些蜥蜴,尽管是胎生的食肉动物,可能是现在蜥蜴的早期祖先)出现在人工湖浴场附近的游泳池里,给一对年轻的救生员带来了噩梦--男的被沧龙一口吞噬,女的则被警方指证为凶手。但是卡特意识到真相并非如此,因为被吃掉的尸体因为沧龙的反刍现象而出现在附近的人工水库里,那个远古杀手仍然在水面之下游弋。
异常点从游泳池转移到了水库深处。一名前去查探的潜水员失踪在异常点的彼端,随后另一头沧龙浮出水面,向艾比发起攻击。康纳会在关键时刻鼓起勇气拯救心爱的姑娘吗?异常点下一次又回移向何方?
卡特 认为异常点正在沿着一条时间断层线移动,但是莱斯特很快否定了他的想法。与此同时,一位年轻的母亲(住在卡特所标记的断层线上)在自己的地下室里发现洗衣机有些不正常,但是小小的漏水事故竟很快在地下室引发水灾。她找来一名管道维修工……一只潜伏在水底的白垩纪古兽发动了突袭!
失踪的潜水员的尸体也出现在这间地下室里,他的尸体上还绑着一个信物--这证实了克劳迪娅长久以来的猜疑,它来自海伦 卡特。非常生气的克劳迪娅来找卡特对质(说老实话,克劳迪娅这样典型的英国式淑女我越看越喜欢),卡特这才知道自己已死去八年的妻子还活在人世。莱斯特向卡特发出了最后通谍--要么把海伦带回来,要么永远离开对时空异常现象的研究。
八年来,卡特第一次与自己的妻子面对面。海伦希望卡特留下来和她一起探索神秘的远古时代--似乎海伦宁愿让成千上万的人死于远古猛兽的屠杀,也不愿回到现代社会与人们一同分享她无价的知识。卡特拒绝了她的诱惑。在返回异常点的途中,一头长达20英尺的凶猛沧龙向卡特发动袭击,卡特的氧气瓶掉落了……
当卡特在救护车上醒来,他发现自己并不是一个人回来的…… 被关押在内政部的海伦 卡特拒绝与英国当局合作。她是唯一知道异常现象基本规律的人,但是却不肯将其分享。这时,一个新的异常点在足球场下方出现了,海伦表示自己可以带大家去。如果他们行动迅速,可以阻止一场血腥入侵的发生。
克劳迪娅很不喜欢海伦,但是她宁愿放下自己的私人感情,给海伦一个立功的机会。但出乎所有人意料的是,海伦利用异常点逃跑了,一群又苯又难看的渡渡鸟涌入了异常点!史书记载这些大鸟非常温顺,但康纳的两个朋友很快发现事情正好相反。
康纳的秘密生活已经开始引起好友汤姆和唐肯的怀疑,为了弄清楚,他们在康纳的背包上挂上了一个追踪器,并追踪着康纳来到足球场入口,但出来的不是康纳,而是一只渡渡鸟,它吞下了追踪器!与此同时,卡特教授那边发现了一只死亡的渡渡鸟,准备把它带去鉴定死亡原因,当渡渡鸟正要被解剖时,一只虫子从它的体内钻了出来,这些虫子是一种巨型寄生虫,进入渡渡鸟体内,破坏它们的内脏器官,攻击中枢神经。复制自身,最后和宿主一并死亡。
另一边,渡渡鸟冲上前,狠狠地啄了汤姆一下,并将寄生虫传染给了他,卡特教授等人冲进汤姆和唐肯的住所,发现了死去的另一只渡渡鸟,把它带走,汤姆独自去了医院,并咬伤一名工作人员,他跟踪着定位器上的信号,找到了看守着渡渡鸟尸体的艾比,威胁她,让她告诉他事情的原因,艾比带他到了球场,这时康纳等人出现,解救了艾比,但汤姆却倒在康纳的怀里死去了。 布朗对海伦的救命之恩十分感激,从此消除了对她的敌意,也因此开始理解了卡特等人的工作。最初发现异常点的迪恩森林又发现有远古生物入侵,动物园里一头狮子离奇失踪,现场发现血迹,艾比和康纳怀疑有一种比狮子更加凶猛的不明生物侵入。当前已经有三名人员离奇失踪,正当大家对此事一筹莫展之际,海伦再次出现,告知目前有一种极其凶残而又高度智慧的生物已经侵入,对此种生物大家都一无所知,很可能来自未来,它们具有人类的智慧,却保留了野兽的猎食本能。回到家中,共同对付这种形似巨猿的未来生物。在追捕它的过程中,科学家们发现它是靠声波来确定物体方位,由此推断出这是未来蝙蝠的变种。在生物的藏身之处发现了它产出了大量幼子,还有之前失踪的三名人员尸体,卡特在危急关头,挟持一幼子用计将这种凶猛生物杀死。科学家们决定将剩余幼子送回远古,海伦跟卡特进入异常点后,敏锐地发现这里是他们第一次发现异常点时进入的地方,他们正在重复历史!当得出这个惊人结论后,卡特毅然退出了异常点,决定不再继续重返远古,准备和布朗开始新的生活。此时却发现身边的人都不认识布朗,她从时空中消失了!卡特意识到他们改变了历史,站在异常点前面,过去与未来交错,历史能否被改变,布朗能否回来,卡特面临艰难的选择……