Una expedición dirigida por el profesor Challenger va de Londres a Brasil con el fin de encontrar el mundo perdido que se menciona en el diario del desaparecido explorador Maple White. El equipo está formado por el profesor Challenger, el profesor Summerlee, Sir John Roxton, el periodista Edward Malone y Paula White, hija del explorador.
Los viajeros llegan a una meseta misteriosa en la selva amazónica. Un espectáculo excepcional se les ofrece: el lugar ha permanecido como en la época de los dinosaurios.
En 1953, la película entró a dominio público debido a que su registro de derechos de autor no fue renovado en el año 28 después de su publicación.
Braquiosaurio: se ven varios ejemplares durante la erupción del volcán, y uno de ellos es atacado por un tiranosaurio.
Brontosaurio: antagonista principal. Un brontosaurio luchan con un alosaurio y acaba cayendo en un pantano. El ejemplar es capturado y llevado a la civilización. Allí escapa y siembra el pánico en la ciudad.
Estegosaurio: perturba a Agathaumas antes de la lucha de éste con el alosaurio y el tiranosurio. Un estegosaurio escapa de la muerte durante la erupción del volcán.
Tiranosaurio: como ocurriría después en la película de 1940 Fantasía, se muestra con tres dedos en lugar de dos. A los tiranosaurios de El mundo perdido les cuesta poco derribar a Agathaumas, y se comen a los pteranodontes que vuelan demasiado cerca. Un tiranosaurio lucha con un braquiosaurio durante la erupción.
Triceratops: se ve en grandes manadas, y capaz de vencer al alosaurio.
Toxodonte: se ve una cría devorada por un pteranodonte. El toxodonte y el hombre mono son los únicos mamíferos relictos que ven los exploradores.
La publicidad de la película hacía mención del diplodoco, pero no puede verse en el material que se conserva.
George Eastman House - Restauración que utiliza material de archivo de Checoslovaquia. Muchas secuencias siguen perdidas y algunas inadvertidamente omitidas.