Wayne Szalinski ist ein etwas exzentrischer Wissenschaftler, der sein Haus in eine High-Tech-Burg verwandelt hat. Seine neue Erfindung ist ein Gerät, mit dem man angeblich Dinge verkleinern kann. Natürlich wird er von vielen Menschen, vor allem seinem Nachbarn Russell Thompson, belächelt. Eines Tages jedoch werden die Szalinski-Kinder Amy und Nick, wie auch die Thompson-Kids Ronald und Russell Jr., von der Maschine tatsächlich geschrumpft.

Der Film beginnt im Jahr 1869 und zeigt, wie zwei Jungen nachts in einem Waldstück eine Holzkiste vergraben in der Absicht, dadurch etwas Unheimliches loszuwerden. Nach einer Zeitblende in das Jahr 1969 wurde dieser Ort mittlerweile zu einer Baustelle. Alan Parrish, Sohn eines Schuhfabrikanten und dem Terror einer Jugendgang ausgesetzt, stößt in der Baugrube auf die Kiste. Er öffnet sie und findet darin ein altes Würfelspiel. Alan beginnt dieses Spiel mit seiner Freundin Sarah Whittle zu spielen. Das stellt sich aber bald als großer Fehler heraus. Einmal angefangen, muss dieses Spiel zu Ende gespielt werden. Bereits beim ersten Zug von Sarah erscheinen aus dem Kamin Fledermäuse; anschließend wird Alan bei seinem ersten Zug in den Dschungel (sprich: in das Spiel) „gesaugt“.

Der Paläontologe Dr. Alan Grant wird von dem vermeintlich reichen Ehepaar Kirby dazu überredet, sie bei einem Rundflug über Isla Sorna, die Insel der Dinosaurier, als Führer zu begleiten. Beim Anflug auf die Insel wird Dr. Grant mit einem Hieb von hinten bewusstlos geschlagen, nachdem er sich in eine Diskussion mit den Kirbys eingelassen hat, die auf der Insel landen wollten, obwohl Dr. Grant davon dringend abgeraten hatte.

1890: Seit dem Massaker am Wounded Knee hängt der ehemalige Kurierreiter und Halbindianer Frank T. Hopkins an der Flasche und tingelt mit der Wild-West-Show von Buffalo Bill durch Amerika. Dort wird das erbärmliche Geschehen allabendlich als Triumph der Zivilisation nachgestellt; Frank darf, präsentiert als der weltbeste Ausdauerreiter, mit seinem Mustang Hidalgo ein paar Kunststücke zum Besten geben, auch wenn er sich vor Trunkenheit zeitweise kaum im Sattel halten kann.

England im Jahre 1891: Um bei der Suche nach seinem vermissten Bruder zu helfen, kehrt der Schauspieler Lawrence Talbot im viktorianischen England in seine Heimat Blackmoor in Hampshire zurück, wo eine mysteriöse Serie blutiger Todesfälle die Menschen in Atem hält. Lawrence wird von seinem Vater Sir John Talbot und dessen altem Diener empfangen. Nach einer kühlen Begrüßung erklärt ihm sein Vater, dass er zu spät komme, da die Leiche seines Bruders bereits in einem Straßengraben gefunden worden sei. Auf dem Landsitz hält sich außerdem Miss Gwen Conliffe, die Verlobte seines Bruders, auf.

Im Jahr 1942, während des Zweiten Weltkriegs, dringen Soldaten der Organisation „Hydra“, der Wissenschaftsdivision des Dritten Reichs, in die norwegische Stadt Tønsberg ein. In einem Kloster findet Johann Schmidt, Hydras Befehlshaber, ein mysteriöses, würfelförmiges Artefakt, das er als „Tesserakt“ bezeichnet. Dem Wissenschaftler Arnim Zola gelingt es, die Energien des Würfels zu bändigen und als Quelle für neuartige Energiewaffen zu nutzen.