เรื่องราวเริ่มต้นในปี 1906 เมื่อ Percy Fawcett (รับบทโดย Charlie Hunnam) ถูกส่งไปยังอเมซอนเพื่อสำรวจและทำแผนที่ชายแดนระหว่างบราซิลและโบลิเวีย ในระหว่างการเดินทาง เขาได้ค้นพบหลักฐานที่ชี้ให้เห็นถึงการมีอยู่ของอารยธรรมโบราณที่สูญหาย ซึ่งเขาตั้งชื่อว่า “City of Z”
Fawcett กลับมายังอังกฤษด้วยความมุ่งมั่นที่จะพิสูจน์การมีอยู่ของนครลับนี้ แต่เขาถูกดูถูกจากสมาคมภูมิศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ในอังกฤษ อย่างไรก็ตาม Fawcett ยังคงมีความมุ่งมั่นที่จะกลับไปยังอเมซอนและค้นหานครที่สาบสูญนี้อีกครั้ง แม้ว่าจะต้องเผชิญกับความเสี่ยงและอันตรายที่มากมาย
ภาพยนตร์ติดตามการเดินทางและการผจญภัยของ Fawcett รวมถึงความสัมพันธ์กับภรรยา Nina (รับบทโดย Robert Pattinson) และลูกชายของเขา Jack (รับบทโดย Tom Holland) ที่เข้าร่วมในการสำรวจครั้งสุดท้ายของเขาในปี 1925