Không lâu sau các sự kiện của Jurassic World, một nhóm lính đánh thuê đến hòn đảo Isla Nublar bị bỏ hoang để thu thập DNA từ phần còn lại của con Indominus rex ở đáy đầm phá của công viên. Sau khi thu thập thành công một mảnh xương, những người sống sót của nhóm hầu như không thoát khỏi hòn đảo sau các cuộc tấn công của con Mosasaurus và Tyrannosaurus rex.

Ba năm sau, vào năm 2018, một phiên điều trần của Thượng viện Hoa Kỳ tại Washington, D.C. tranh luận liệu loài khủng long trên đảo Isla Nublar có nên được cứu thoát khỏi một vụ phun trào núi lửa sắp xảy ra hay không. Nhà toán học Tiến sĩ Ian Malcolm xác nhận rằng loài khủng long nên được phép biến mất để sửa lại lỗi lầm mà John Hammond tạo ra trong việc nhân bản chúng. Trong khi đó, nhân viên quản lý trước đây của Jurassic World, Claire Dearing, đã thành lập Nhóm Bảo vệ khủng long để tuyên truyền và bảo vệ loài vật này. Sau khi quyết định của Thượng viện phản đối việc cứu rỗi loài khủng long, đối tác cũ của Hammond, Benjamin Lockwood, triệu tập Claire đến vùng đất phía Bắc California của ông. Lockwood và trợ lý của ông, Eli Mills, tiết lộ một kế hoạch di dời những con khủng long đến một khu bảo tồn ở hòn đảo mới. Sự giúp đỡ của Claire là cần thiết để kích hoạt lại hệ thống theo dõi khủng long của công viên để xác định vị trí của chúng, đặc biệt là Blue, con Velociraptor cuối cùng còn sống sót. Mặc dù họ đã xa nhau, Claire vẫn tuyển dụng huấn luyện viên Velociraptor trước đây của công viên và "con đầu đàn" của Blue, Owen Grady, để giúp cô bắt nó.

Tại Isla Nublar, Claire và cựu kỹ thuật viên của công viên, Franklin Webb, khởi động lại hệ thống theo dõi trực tuyến. Owen, bác sĩ cổ sinh vật - thú y Zia Rodriguez, và một nhóm lính đánh thuê do Ken Wheatley dẫn đầu bắt đầu đi tìm kiếm Blue. Khi tìm thấy nó, Owen định kết nối lại mối quan hệ với Blue nhưng kết quả là nhóm lính đánh thuê phản bội Owen mà bắn Blue và Wheatley gây mê anh ta. Nhóm lính bắt Zia để cô ấy có thể chữa trị thương tích cho Blue. Claire, Franklin và Owen lẻn lên tàu của bọn lính đánh thuê, nơi họ tìm thấy Zia cùng với Blue. Claire và Owen nhận ra rằng họ đã bị lừa dối và những con khủng long bị bắt chưa bao giờ có ý định được vận chuyển đến một hòn đảo khác và chúng thực ra được dự định cho một mục đích khác. Con tàu khởi hành đến Mỹ và những con vật bị bỏ lại phía sau chết trong vụ phun trào.

Trở lại khu đất, cháu gái của Lockwood, Maisie nghe trộm Mills và người bán đấu giá Gunnar Eversol bí mật lên kế hoạch bán những con khủng long bị giam trên thị trường chợ đen. Họ cũng có ý định tiết lộ con Indoraptor, một loài khủng long biến đổi gen mới được tạo ra bởi nhà di truyền học Tiến sĩ Henry Wu sử dụng chuỗi DNA của con Indominus rex và Velociraptor. Wu muốn DNA của Blue tạo ra một Indoraptor được cải tiến, ông không biết rằng máu của Blue đã bị làm bẩn khi Zia truyền máu của con Tyrannosaurus cho Blue. Sau khi Maisie thông báo cho Lockwood về cuộc đấu giá, ông ta đối mặt với Mills, người đã giết ông ấy. Maisie sau đó được tiết lộ là đã được nhân bản từ người con gái đã qua đời của Lockwood và đó chính là lý do mà John Hammond, người phản đối kỹ thuật nhân bản vô tính con người, điều đó đã chấm dứt mối quan hệ đối tác của họ.

Những con khủng long được vận chuyển đến dinh thự của Lockwood và bị nhốt. Zia và Franklin trốn được, nhưng Owen và Claire bị bắt giữ và bị giam cầm. Họ trốn thoát sau khi Owen kích động một con Stygimoloch phá vỡ phòng giam. Maisie dẫn họ đến nơi con Indoraptor đang được bán đấu giá bất chấp sự phản đối của Wu rằng đó là một nguyên mẫu. Owen phá vỡ cuộc đấu giá bằng cách dụ con Stygimoloch vào phòng đấu giá. Trong sự hỗn loạn sau đó, Wheatley gây mê con Indoraptor để lấy một chiếc răng như một chiến lợi phẩm, nhưng nó giả vờ bị mê man và trốn thoát, giết chết hắn ta, Eversol, và những người khác. Indoraptor săn đuổi Owen, Claire và Maisie trong dinh thự. Zia giải phóng Blue, nó tấn công con Indoraptor, khiến nó rơi xuống mái nhà bằng kính và chết.

Khí xyanua hydro bị giải phóng trong quá trình, làm đe dọa đến tính mạng các loài khủng long đang bị nhốt, Maisie không thể để chúng chết và giải phóng chúng làm ngơ trước lời cảnh báo của Owen. Mills bị giết và mảnh xương của con Indominus rex bị phá hủy bởi con Tyrannosaurus. Owen, Claire, Maisie, Zia và Franklin an toàn thoát khỏi dinh thự, trong khi Blue và những con khủng long khác trốn thoát.

Trong một buổi điều trần mới của Thượng viện Hoa Kỳ, Tiến sĩ Malcolm tuyên bố khởi đầu của kỷ nguyên Tân Jura, nơi con người và khủng long phải học cách cùng tồn tại và chung sống. Những cảnh hậu danh đề cho thấy những con khủng long được giải phóng vào vùng hoang dã và vùng ngoại ô thành phố.