2055. In der Zukunft boomt das Geschäft mit der Vergangenheit. Für betuchte Abenteurer bietet die Firma Time Safari Inc. einen ganz besonderen Nervenkitzel: prähistorische Dinosaurier-Jagden. Damit jedoch der Verlauf der Geschichte nicht beeinflusst wird, müssen sich die Zeitreisenden an strenge Regeln halten. Eines Tages kommt es bei einem der Ausflüge trotzdem zu einem folgenschweren Fehler. Zurück in der Zukunft ist plötzlich nichts mehr so, wie es war. Um die Menschheit vor einer Katastrophe zu bewahren, begibt sich der Leiter der Expeditionen, Dr. Travis Ryer (Edward Burns), gemeinsam mit der Erfinderin der Zeitmaschine, Sonia Rand (Catherine McCormack), erneut auf die Reise in die Vergangenheit. Ein Wettlauf gegen die Zeit beginnt.
