Unter großer Aufmerksamkeit von Öffentlichkeit und Presse starten Dr. Perry und sein Assistent David mit einer riesigen Bohrmaschine, um das Erdinnere zu erforschen. Nach einer turbulenten Fahrt landen sie dort im Reich Pellucidar.
Nachdem sie sich direkt nach ihrer Ankunft gegen ein dinosaurierartiges Wesen mit Papageienkopf zur Wehr gesetzt haben, werden sie von den primitiven und brutalen Sagoth gefangen genommen und begegnen kämpfenden Untieren, die aufrecht gehenden Wildschweinen ähnlich sind. Sie lernen die schöne Dia kennen, die jedoch bald flieht, weil David sie in Unkenntnis der Bräuche der Menschen von Pellucidar durch sein Verhalten kompromittiert hat. In ihrem neuen Lager lernen sie die Mitglieder verschiedener miteinander verfeindeter Stämme kennen, die sämtlich von den Sagoth versklavt wurden. Diese wiederum stehen selbst unter dem telepathisch-hypnotischen Einfluss der Mahar, eines Volkes intelligenter fliegender Reptilien.
Nach seiner Flucht befreit David einen Menschen, der ihn zuvor angegriffen hatte, aus den Fängen einer Riesenpflanze und freundet sich mit ihm an. Nachdem sie Zeugen einer Opferungszeremonie der Mahar geworden waren, beschließen beide, die verfeindeten Stämme zur Rebellion gegen Mahar und Sagoth zu bewegen.
Nach ihrer Rückkehr soll David einem Untier geopfert werden, kann dieses jedoch besiegen. Auch sein neuer Freund Ra kann sich erfolgreich wehren, als er von einem Mahar angegriffen wird. Dies schürt in den versklavten Menschen den Mut zur Rebellion.
David und Dr. Perry finden Dia wieder und können sie gegen eine Flammen speiende Riesenfroschechse verteidigen. Auch kann David den Krieger besiegen, dem Dia versprochen ist.
David, Dr. Perry und ihre Freunde planen mit ihren Freunden nun den Aufstand, welcher durch die selbstgebauten Bögen nach Dr. Perrys Plänen erfolgreich für die versklavten Stämme ausfällt. Davids Freund Ra jedoch wird von einem Sagoth schwer verletzt und bleibt todgeweiht in der untergehenden Festung der Mahar zurück.
Bei der anschließenden Hochzeitszeremonie sagt Dia David, dass sie ihn liebt, aber ihn dennoch nicht in seine Welt begleiten kann. Bei ihrer Rückkehr erreichen David und Dr. Perry im Park des Weißen Hauses die Erdoberfläche.