W drodze na przyjęcie, na które niespecjalnie mają ochotę iść, Piątka z przyjemnością przyjmuje awarię samochodu cioci Fanny, przez którą zostają uwięzieni w małym miasteczku. Aby zabić czas, odwiedzają miejscowe muzeum historii naturalnej, gdzie prezentowane są właśnie odkryte kości dinozaura. Poznają tam Marty’ego, który opowiada im, że jego dawno zmarły ojciec podobno odnalazł kompletny szkielet dinozaura i sporządził mapę wskazującą jego położenie. Niestety mapa została skradziona. Nie mogąc pozwolić, by zagadka pozostała nierozwiązana, George, Julian, Dick, Anne i Timmy dołączają do zorganizowanej wędrówki po Dolinie Dinozaurów. Ich misja polegająca na zbieraniu informacji szybko przeradza się jednak w wyścig do dinozaura, gdy zaczynają podejrzewać, że złodziej jest jednym z uczestników wyprawy.