1995. La société InGen a fait faillite depuis la mort de John Hammond et le désastre de Jurassic Park. Mais depuis quelque temps, d'étranges phénomènes surviennent sur les côtes du Costa Rica : des cadavres d'animaux inconnus viennent s'échouer sur les plages et sont aussitôt brûlés par l'armée. Le paléontologue Richard Levine découvre que ces animaux, des dinosaures, proviendraient d'Isla Sorna, une île vendue à InGen dans les années 80 par une compagnie minière allemande. Levine tente de convaincre Ian Malcolm de l'accompagner mais finit par se rendre seul sur Sorna avec un guide local. Les deux hommes disparaissent dans la jungle.
L'expert en matériel Doc Thorne, son assistant Eddie Carr et le professeur Malcolm parviennent à localiser l'île dans l'appartement de Levine et montent une expédition de secours. Arby et Kelly, deux étudiants de Levine, joignent le groupe en se cachant dans une caravane. Entretemps Lewis Dodgson, un généticien de Biosyn, société rivale d'InGen, se rend également sur Isla Sorna dans le but de dérober des œufs de dinosaures...Pensant qu'il est un ami de Malcolm, la zoologiste Sarah Harding se joint à l’expédition de Dodgson mais se retrouve jetée par-dessus bord par ses sbires. Le courant la rejette sur l'île...
Isla Sorna est appelé "Site B" : c'est là que les dinosaures étaient clonés et élevés par InGen avant d'être transférés à Jurassic Park sur Isla Nublar. Les deux groupes rivaux sont pourchassés par des Tyrannosaurus rex, des Vélociraptors et autres Carnotaurus. Malcolm et Sarah découvrent que les dinosaures sont condamnés à une nouvelle extinction par la propagation d'un virus, le DX, qui se transmet entre espèces par les nécrophages, les Procompsognathus...Malcolm engage une réflexion sur la théories de l'évolution, la science moderne et la nature destructrice de l'Homme...
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