Larry Daley, ancien gardien du Muséum d'Histoire naturelle de New York, est devenu un inventeur commercial. Il a fait fortune, et a donc un peu négligé le musée, où il se rend alors que celui-ci doit fermer pour rénovation : ses "amis" (les oeuvres) doivent être transférés et stockés aux archives du Smithsonian, à Washington. Résigné, Larry rentre chez lui quand Jedediah, le cow-boy miniature, l'appelle au secours. En effet, ils ont emporté la tablette magique, ont repris vie, mais sont désormais menacés par le pharaon Kahmunrah. Guidé par son fils, Larry se rend à Washington et parvient, grâce à son expérience de gardien, à pénétrer dans les archives. Kahmunrah veut la tablette pour libérer son armée du Royaume des morts. Il s'entoure de Napoléon, Ivan le terrible et Al Capone pour attraper Larry. Ce dernier, aidé par l'impétueuse Amelia Earhart, leur échappe. Après des courses-poursuites dans le musée, il finit par être capturé. Mais il manque encore un code pour que Kahmunrah fasse renaître son armée : à Larry de le trouver, sinon Jedediah périra ! Avec Amelia, il part à la recherche du code, que les Einstein finissent par lui donner. Mais Al Capone fait parler les Einstein, et Kahmunrah peut invoquer son armée. La statue géante de Lincoln intervient alors, et met l'armée en déroute. Larry ramène ses amis à New York, où le musée ouvre en nocturne, animé par tous les personnages. Larry a repris son poste de gardien et rencontre une jeune femme qui ressemble à Amelia...