炎熱的假期，男孩里奇（查理·羅 Charlie Rowe 飾）和妹妹跟隨身爲考古學家的叔叔（Karl Urban 飾）來到了遼闊壯麗的阿拉斯加，體驗一次難得的尋訪史前動物的旅程。在森林中，他受到一隻烏鴉的指引，竟然穿越時空來到了七千萬年前的白堊紀中期。在某個厚鼻龍家族中，小傢伙派西（Justin Long 配音）剛剛出生就被傷齒龍在腦袋上開了一個大洞，幸運活下來的他註定擁有傳奇的一生。時光荏苒，派西和夥伴們一天天長大，他也偶然邂逅令之心動的女孩裘妮波（Tiya Sircar 配音）。厚鼻龍家族的大遷徙開始，但從旅途之處便伴隨著大火和獵殺。
七千萬年前，一段充滿驚險的挑戰的旅程再度呈現……