本片时间设定在恐龙大闹圣地亚哥事件四年后。一名小男孩玩滑翔翼不幸失踪在索诺岛上。他的父母富商保罗与前妻阿曼达请求恐龙专家葛兰博士前往搭救。葛兰正拟进行一项史前动物研究，但苦于缺乏经费。在动之以利的情况下，“健忘”的葛兰博士鬼使神差地跟着他们上了飞机，一行人于是展开恐龙岛的搜索任务，尽管葛兰提出飞机不能直接降落在小岛上，然而不幸的是，由于机械故障，他们的飞机在安全降落前损毁，一头撞进了岛上的丛林，就在机上人员惊魂甫定之际，一群不知名的恐龙包围了飞机……可是他们万万没想到，最恐怖的事还在后头，因为恐龙已经聪明到会设置陷阱捕捉人类……至此他才得知，原来科比夫妇来此的目的竟是为了寻找失踪的儿子。与此同时他还发现，经过八年的自然进化，恐龙中最聪明的速龙竟然拥有了自己赖以交流的语言。这一次他的对手不仅凶恶，而且更为狡猾……