墨西哥及尤卡坦半岛上，有着闻名世界的玛雅人库库尔坎金字塔。在金字塔中的秘密通道里，有一个可以通往龙之谷大陆的传送门。传说，龙之谷大陆是羽蛇神·库库尔坎居住的大陆，在龙之谷大陆中的，封印着一枚神秘的库库尔坎纹章。库库尔坎纹章上记录了玛雅人关于对天文研究的方法及5个预言的簪文，以及玛雅鼎盛时期的贵族黄金宝藏。拥有库库尔坎纹章的国家，除了能获知玛雅人天文、数学方面的高超算术能力成为统治“天空霸主”之国外，而库库尔坎纹章的使者更可掌握死亡和重生的权能。一次偶然的机会，印第安纳·琼斯（哈里森·福特 饰）获得好友赠送的一张公元15世纪时期的羊皮卷书。这张卷书完整地保留了当时库库尔坎金字塔的内部构造及龙之谷大陆的传送地点。这一惊奇发现，再次激起了琼斯新一轮的探险欲望。于是，在妻子和助手的陪同下，新一轮的冒险旅行展开了。

此次剧情设定在60年代，退休在即的琼斯博士的生活被突如其来的海伦娜打破，她希望与他共同寻找历史改变者——命运转盘。此物件曾经是琼斯与纳粹的争夺对象。现在，他不得不再度介入这场争夺，而觊觎此宝物的纳粹残余势力同样重现。