L'histoire d'un enfant casse-cou nommé Ernie, de sa petite sœur Julia et de son meilleur ami Max, qui, en s'amusant dans l'atelier de l'inventeur de Max, déclenchent accidentellement une machine à remonter le temps et se retrouvent transportés 65 millions d'années en arrière, où ils sont adoptés par une maman dinosaure attentionnée nommée Tyra (Melanie Griffith) et un dinosaure "frère" turbulent nommé Dodger (Rob Schneider).
Les trois enfants explorent l'excitation du monde préhistorique - essayant d'éviter les rivaux dinosaures maléfiques de Tyra (William Baldwin et Stephen Baldwin) - tandis que, dans le monde actuel, le père de Max et la mère surprotectrice d'Ernie et Julia (Jane Lynch) complotent leur sauvetage.