2055年、人類はタイムトラベルの技術を手に入れていた。シカゴの大手旅行代理店タイム・サファリ社では、独自に開発した最新タイムマシンTAMIを使って、白亜紀で恐竜狩りをするツアーを売り出し、大人気を博していた。社長のチャールズ・ハットン（ベン・キングズレー）は日々上機嫌だったが、ある夜、TAMIの開発者である女性、ソニア・ランド博士（キャサリン・マコーマック）が、このツアーを危険な営利目的だと批判する。ツアーの引率者であるトラヴィス・ライヤー博士（エドワード・バーンズ）は、ソニアを追いかけて事の真相を問いただした。彼女はツアーが誤って過去に干渉すると、6500万年分の進化の波が現代に押し寄せることを警告する。やがて、ソニアの指摘は現実のものとなった。ツアー中のちょっとしたトラブルにより、シカゴで異変が勃発。政府は即刻タイム・サファリ社の閉鎖を命令するが、その24時間後、ついに進化の波が一気に押し寄せる。シカゴの街は熱帯のジャングルのように様変わりしてしまった。さらに次の波が来て、獰猛な爬虫類が現代で暴れ始める。トラヴィスとソニアは、人類を破滅に導く異常進化を食い止めるべく、解決への道へと乗り出すのだった。