Ningú no creu en Milo Thatch quan explica que sap el secret per anar a la misteriosa ciutat perduda de l'Atlantida; només una persona, en Preston Whitmore, un excéntric milionari, que finança una expedició que ajudará en Milo en la seva aventura. Així, després de superar una pila d'obstacles, el noi i els exploradors aconsegueixen arribar a la fantástica ciutat. Allí en Milo coneix la princesa Kida, descobreix una civilització viva i próspera i lluita amb tota la seva força per evitar-ne la desaparició. Peró no tots els membres de l'expedició comparteixen els seus sentiments...