Le commandant George Miller Dyott et ses compagnons, Sam et Benson, partent en expédition en Amérique équatoriale afin de retrouver leur camarade Schweitzer, perdu en pleine forêt amazonienne, au coeur de la région des Jivaro. Après avoir franchi les cols enneigés de montagnes et atteint la grande vallée de l'Amazone, ils suivent le fleuve en radeau. Arrivés sur le territoire des Jivaro, ils sont accueillis par le chef de la tribu, qui affirme n'avoir vu aucun homme blanc avant leur arrivée. Méfiants, Dyott et ses hommes décident de rester et de continuer leurs recherches. Afin d'obtenir la confiance des Indiens, ils participent à la chasse, à la pêche et soignent les plus faibles grâce à l'aspirine et à la quinine dont ils disposent. Mais le sorcier les espionne constamment. Dyott, exaspéré, l'épie à son tour et le suit jusqu'à sa hutte. Là, horrifié, il découvre des têtes humaines réduites. Lors de la natema, une cérémonie durant laquelle les indigènes boivent une préparation hallucinogène, Benson s'esquive et part inspecter une hutte, qu'il a aperçue dans la jungle. Il y découvre Schweitzer mort, à ses côtés une lettre révélant qu'il a été fait prisonnier et torturé. Benson tue le sorcier, qui l'avait suivi, et court avertir Sam et Dyott. Les trois hommes parviennent de justesse à échapper aux Jivaro, bien décidés à leur réduire la tête.