Hai mươi hai năm sau sự cố tại Công viên kỷ Jura, công viên trưng bày khủng long được nhân bản, một công viên mới gọi là Thế giới khủng long bây giờ đã đưa vào hoạt động trên cùng hòn đảo đó. Hai anh em Zach (Nick Robinson) và Gray (Ty Simpkins) được gửi đến hòn đảo để thăm dì của mình. Claire Dearing (Bryce Dallas Howard), quản lý điều hành công viên. Trợ lý của Claire là người giám sát chúng, vì Claire quá bận để thuyết phục tập đoàn tài trợ cho một điểm thu hút mới, một loài khủng long lai điều chỉnh gen gọi là Indominus rex. Loài khủng long này có ADN của vài loài khủng long săn mồi khác cùng với những loài động vật ngày nay; nhà khoa học Henry Wu (B. D. Wong) giữ kín về thành phần của loài này.

Owen Grady (Chris Pratt) huấn luyện bốn con Velociraptor của công viên: Blue, Charlie, Delta và Echo, chúng coi anh là thủ lĩnh của chúng. Vic Hoskins (Vincent D'Onofrio), đứng đầu đơn vị an ninh của InGen, tin rằng bọn raptor có thể được huấn luyện để chiến đấu trên chiến trường, nhưng Owen không đồng ý với điều này. Chủ sở hữu của công viên Simon Masrani (Irrfan Khan) yêu cầu Owen đánh giá khu nuôi nhốt của Indominus trước khi mở cửa. Owen cảnh báo Claire rằng Indominus cực kỳ nguy hiểm vì nó không được tiếp xúc với các loài khác.

Owen và Claire phát hiện ra con Indominus đã trốn thoát khi thấy các vết xước trên tường. Owen và hai nhân viên khác đã đi vào khu nuôi nhốt để xem xét các vết xước, nhưng con Indominus đã phục kích họ bằng cách đánh lừa con người rằng nó đã trốn thoát. Chỉ có Owen sống sót khi con Indominus bỏ đi vào sâu trong hòn đảo. Masrani gửi Đơn vị Kiểm soát Tài sản để bắt sống con khủng long, nhưng khi nó giết gần hết đội này, Claire phát lệnh sơ tán hòn đảo.

Zach và Gray, đã lén đi khám phá công viên, bỏ qua lệnh sơ tán và đi vào khu vực cấm bằng chiếc gyrosphere. Con Indominus tấn công chiếc gyrosphere nhưng chúng đã thoát ra được. Chúng tìm thấy trung tâm du khách ban đầu của Công viên kỷ Jura cũ, và sau khi sửa được chiếc xe jeep cũ, Zach và Gray lái nó về công viên. Owen và Claire lần theo dấu vết của chúng sau khi trốn thoát con Indominus. Indominus vẫn tiếp tục tàn phá, giết vài con Apatosaurus và đi vào trong khu chuồng thằn lằn bay. Masrani và hai người lính đuổi theo Indominus bằng trực thăng, nhưng cuộc chạm trán với thằn lằn bay đã khiến cho chiếc trực thăng rơi xuống và giết tất cả mọi người trên trực thăng. Zach và Gray trở lại công viên khi đám thằn lằn bay bắt đầu tấn công. Chúng tìm thấy Owen và Claire khi nhóm lính đang bắn hạ thằn lằn bay.

Hoskins lên nắm quyền và quyết định sử dụng Velociraptor để đuổi theo con Indominus; Owen miễn cưỡng đồng ý. Bọn raptor lần theo mùi của con Indominus trong rừng. Tuy nhiên, con Indominus, có được cả ADN của raptor, giao tiếp với bọn raptor và khiến chúng chống lại con người. Trong khi đó Hoskins đã đưa tiến sĩ Wu rời khỏi hòn đảo với phôi của khủng long. Owen, Claire và bọn trẻ tìm thấy Hoskins trong phòng thí nghiệm đang đóng gói đống phôi còn lại. Khi Hoskins tiết lộ âm mưu rằng hắn sẽ tạo ra nhiều loài khủng long đột biến hơn và sử dụng chúng làm vũ khí, Delta xông vào và giết hắn.

Bên ngoài, bọn raptor dồn Owen, Claire và bọn trẻ vào góc. Owen đã hàn gắn lại mối quan hệ với chúng trước khi con Indominus xuất hiện. Bọn raptor tấn công Indominus nhưng nó đã giết được hai con raptor. Nhận ra rằng raptor không phải đối thủ của nó, Claire đã dụ con Tyrannosaurus rex của công viên ra để chiến đấu với Indominus. Con T.rex bị áp đảo bởi Indominus cho đến khi Blue, con raptor cuối cùng còn sống sót tấn công. Con raptor và T.rex đẩy Indominus đến gần hồ và nó bị kéo xuống hồ bởi con Mosasaurus của công viên.

Những người sống sót được đưa về đất liền và hòn đảo một lần nữa bị bỏ hoang cho khủng long. Zach và Gray đoàn tụ với gia đình, trong khi Owen và Claire quyết định ở cùng với nhau để "sinh tồn". Cảnh cuối cùng cho thấy con T.rex đứng trên bãi đáp trực thăng và gầm về phía công viên.