1914. Milo Thatch, un jeune cartographe et linguiste, cantonné à des tâches subalternes, rêve de partir à la recherche de l'Atlantide comme l'avait fait jadis son grand-père. Justement, Withmore, un milliardaire excentrique, lui propose de se joindre à une expédition. Son rôle sera de déchiffrer un mystérieux manuscrit qui révèle l'emplacement de l'empire disparu. Il accepte et prend place, avec une équipe d'audacieux explorateurs. Ils entament un long voyage qui va les confronter à de redoutables dangers.