这部动画片凭借精湛的电脑绘图和栩栩如生的镜头场景，把观众带回了白垩纪晚期。彼时，巨大的内陆海将北美大陆分隔成两半。影片以充满好奇和探险精神的长喙龙“多莉”为主角，带领观众一同畅游史上最危险的海洋世界。在旅途中，“多莉”遭遇了长有长颈的蛇颈龙、巨型海鬼、凶暴的海鱼、凶猛的鲨鱼，还有最为危险的海兽——沧龙。影片把全球古生物学家的一系列发现串联成一个引人入胜的故事，如同侦探破案一般，逐步揭开古老而神秘的海洋世界的诸多悬疑。观众跟随古今的化石研究者，前往遥远的遗址，探寻那些史上最令人敬畏的生物留下的痕迹，影片将人类对片中绝迹生物的发现一一呈现给观众。