Vier Jungen machen sich Gedanken über einen versteinerten Trilobiten, den einer von ihnen in der Nähe einer Höhle gefunden hat. Der Jüngste der Gruppe würde gerne ein derartiges Tier in seiner natürlichen Umgebung beobachten. Doch er hat keine Vorstellung von den Zeiträumen, die zwischen der Gegenwart und dem Erdaltertum liegen. Deshalb wollen die drei älteren Jungen mit ihm eine Reise zurück in die Erdgeschichte unternehmen. Mit einem Ruderboot folgen sie einem Fluss in eine Höhle. Der Fluss symbolisiert im Film den Strom der Zeit, und auf diese Weise gelangen sie zunächst in die letzte Eiszeit. Je weiter sie den Fluss hinabfahren, desto tiefer dringen sie in die Vergangenheit des Planeten Erde ein.

Der französische Professor Roch hat einen Sprengstoff entwickelt, mit dem die Erde vernichtet werden kann. Roch und sein Gehilfe, der Ingenieur Simon Hart, werden von einer Piratenbande auf eine Insel entführt, die nur einen unterseeischen Zugang besitzt. Hierzu benutzen die Piraten ein U-Boot. Da die Piraten den naiven Wissenschaftler Roch davon überzeugen, dass seine Entführung nur der Weiterentwicklung seiner Erfindung dient, arbeitet Roch weiterhin an der Vervollkommnung seiner Waffe. Tatsächlich wollen sich die Piraten in den Besitz der perfekten Waffe bringen, um ungestraft ihre Raubzüge durchführen zu können. Doch Simon Hart erkennt die wahren Motive der Piraten.

Der Film beginnt mit Schritten, die zu einem Teich führen. Die Kamera bewegt sich kontinuierlich nach oben, um den Flug von Schmetterlingen, Vögeln und eine Reihe historischer Flugzeuge zu zeigen, die mit einem Raketenschiff enden, das durch den Weltraum fährt und auf dem Mond landet. Der Astronaut / Kosmonaut sein Raumschiff verläßt und Sehenswürdigkeiten andere Spuren auf dem Mond , ihn zu einem alten Plattenspieler führen, dann stürzte eine Rakete mit einer Gedenktafel zu lesen Jules Verne ‚s Von der Erde zum Mond . An einen Esstisch gebracht, trifft der überraschte Raumfahrer die Figuren aus Vernes Buch und Baron Münchhausen. Die Charaktere laden ihn an ihren Tisch ein und glauben, dass der Kosmonaut tatsächlich ein Mann vom Mond ist. Sie behandeln ihn freundlicherweise als kleines Kind.

Während einer Luftfahrtausstellung in Prag entführen fünf Jungen ein Luftschiff. Da der Ballon angeblich mit explosionssicherem Gas gefüllt ist, werden die Kinder von Vertretern der Weltmächte verfolgt, die großes Interesse an dem Gas besitzen. Das Luftschiff wird auf eine einsame Insel getrieben. Neben Kapitän Nemo treffen die Jungen während ihrer Reise auf weitere Figuren, die aus verschiedenen Jules-Verne-Romanen bekannt sind.