I deres største oppdrag så langt, kommer våre firbente favoritter til unnsetning etter at de blir strandet på en mystisk øy. Det viser seg at øya er helt spesiell, på den bor nemlig et rikt mangfold med dinosaurer. Den sleipe borgermesteren Humdinger ankommer også øya, men for å utnytte dens naturlige ressurser. Marshall, Skye, Ryder, Chase og gjengen må ut på redningsaksjon, både for å sikre dinosaurenes videre eksistens, og for å forhindre en naturkatastrofe.