瀑布城终于恢复了往日的平静，但大卫与卡尔的父亲的弗兰克却不愿一直待在恐龙帝国，他想要回到自己的世界。
瀑布城周边的野蛮人族奎特隆与他的伙伴们无意发现了霸王龙神庙并开启了一股邪恶的力量，自此恐龙帝国内的太阳石又再次失效，大量霸王龙的袭击威胁着居民的安危。
弗兰克带着卡尔一心想要离开，此时霸王龙大肆袭进瀑布城，大卫随天龙队一起抗争。
卡尔与弗兰克朝着蝙蝠龙聚集的峡谷前进，玛莉安为了挽救他们急切赶往但最终被卡尔一起拉上船。
穿越海礁时他们再次遇到风暴坠入海中，辛亏大卫及时赶到救了被霸王龙围袭的玛莉安。
恐龙帝国第二季剧照
奎特隆一行来到了瀑布城中，他们发现了佩戴宝石的威力，而此时大卫与玛莉安也知道了太阳石失效的原因。
在返回瀑布城后大卫一行与不满奎特隆的手下相合作最终夺回宝石将它放回原位，太阳石再次恢复作用。
瀑布城边有一只剑龙意外被杀，玛莉安与卡尔为了找出凶手便在雨林中穿梭，而凶手科特斯却通过易容术躲过了他们的追捕。
大卫发现新收的天龙队员波西娅视力有问题后便将她开除，这却让他遭到了波西娅父亲要他停飞的威胁。
卡尔与玛莉安寻入雷萨格所在的部落，而科特斯就藏身于此，他捕杀剑龙以获得剑龙的尾刺来炼制青春不老药。
药水配方一时出错导致科特斯变为幼童模样，为找回被偷的配方雷萨格愿意与卡尔和玛莉安合作。