Uciekając przed deszczem meteorytów, stado dinozaurów wędruje do doliny, w której nie będzie zagrażać im żadne niebezpieczeństwo. Jest wśród nich wychowany przez małpiatki Aladar i jego przybrana rodzina.
Kapitan Neweyes przenosi się w przeszłość i karmi dinozaury swoimi płatkami Brain Grain, dzięki którym stają się one inteligentne i przestają być agresywne. Dinozaury zgadzają się wyruszyć do naszych czasów, aby spełnić życzenia z Nowego Jorku. Mają się spotkać z doktorem Bleeb z Muzeum Historii Naturalnej, ale zbaczają z drogi ze swoimi nowymi przyjaciółmi (dziećmi) i trafiają do złego brata kapitana Neweyes, profesora Screweyes, który ma względem nich inne plany.