Natacha et Walter accompagnent un groupe d'enfants (Le club de Dinosaures, une sorte de Ribambelle) qui a gagné un concours organisé par la Bardaf, assistés par leur professeur, épouse de l'explorateur disparu. Le lot de ce concours est justement, un voyage en Papouasie sur les traces des vestiges des dinosaures.

Au cours d'une excursion, ce petit groupe va s'aventurer dans une faille du terrain et aboutir dans la "fameuse" vallée et se trouver nez à nez avec les habitants, souvent hostiles, de celle-ci.