A la suite d'un forage, une équipe de chercheurs a découvert un lac situé sous la calotte polaire entouré d'une épaisse végétation. Cette équipe a été exterminée par un animal préhistorique, le tyrannosaurus rex, monstre pesant quatre tonnes et mesurant treize mètres. Grand chasseur, Masten Thaust, riche industriel, décide d'agrandir sa collection de trophées et d'abattre le monstre. Il s'entoure du Dr Kawamoto, paléontologue, Chuck Wade, survivant de la dernière expédition, Bunta, un pisteur africain, et Francesca Banks, une journaliste désirant faire des photos de la « bête ». A peine sur les lieux, grâce à une « fusée polaire », notre équipe essuie une première attaque du dinosaure qui détruit tout sur son passage et tue le Dr Kawamoto. De plus, le dinosaure s'est, en quelque sorte, rendu maître de la fusée, rendant impossible le retour de l'expédition. Livrés à eux-mêmes, sans contact avec leur base de départ, les quatre survivants s'organisent en fabriquant des armes et des outils artisanaux. Ils combattent des hommes préhistoriques et s'apprêtent à résister au dinosaure. Pourtant, un jour, Chuck découvre par hasard la fusée qu'il remet en état. M. Thaust, qui a construit une catapulte géante et installé un piège pour abattre le monstre, refuse, toutefois, de repartir sans s'être mesuré à l'animal. Bunta est à son tour piétiné par le dinosaure. Francesca tente une nouvelle fois de convaincre le vieux chasseur de les suivre après l'échec de son piège. Mais sans succès ; celui-ci décide de continuer la lutte jusqu'au bout quitte à être le dernier.