아버지와 함께 비행중이던 칼과 데이빗은 갑작스런 돌풍을 만나 바다 한가운데에 추락한다. 추락한 비행기의 문을 열고 칼과 데이빗은 간신히 빠져나오지만, 다리가 낀 채 비행기 속에서 머물고 마는 아버지. 형제들은 안타깝지만 죽어가는 아버지를 뒤로 한 채 수면으로 떠오르고, 이 때 거대한 바다속 괴물이 아버지를 향해 서서히 다가온다. 바다에 떠올라 표류 중이던 두 형제는 미지의 한 섬에 도착하고, 익룡이 날고, 거대한 초식공룡들이 살아있는 다이노토피아에서 공룡들과 인간이 함께 공존하는 모습을 목격한다. 우연히 그 곳에서 섬을 다스리는 왕궁의 공주인 매리언을 만나게 된 칼과 데이빗은 신비로운 성으로 인도된다.