עשרים ושתיים שנים אחרי אירועי הפארק היורה המקורי, עולם היורה נפתח מחדש כפארק שעשועי דינוזאורים מודרני ומרהיב. אוון גריידי (כריס פראט), מומחה להתנהגות דינוזאורים, עובד בפארק ומוביל צוות שמטפל ביצורים הפרה-היסטוריים. במסגרת ניסיונות לפתח אטרקציה חדשה שתמשוך מבקרים רבים, אוון ועמיתיו יוצרים את האינדומינוס רקס – דינוזאור מהונדס גנטית, חזק, חכם וקטלני במיוחד. אך האינדומינוס רקס מצליח לברוח מהכלובים המוגנים שלו, ויוצר כאוס ופאניקה בפארק. במקביל, קלייר (ברייס דאלאס הווארד), מנהלת הפארק, מתמודדת עם אתגרים ניהוליים ומנסה לשמור על שליטה במצב המתדרדר. שני אחייניה של קלייר, הנערים ניק (ניק רובינסון) וטיי (טיי סימפקינס), מגיעים לביקור בפארק אך מוצאים את עצמם לבד על האי כשהבריחה מסכנת את חייהם. אוון נאלץ לשתף פעולה עם קלייר כדי להציל את הילדים ולהשיב את הסדר בפארק. הבריחה של האינדומינוס רקס מעלה שאלות מוסריות וטכנולוגיות על גבולות המדע והשליטה ביצורים טבעיים. המאבק לשרוד מול היצור האימתני מוביל את הגיבורים למסע מסוכן בין דינוזאורים אחרים, כשכל רגע טמון בו סיכון מוות. עולם היורה מציג עולם שבו המדע והטבע מתנגשים, והיכולת האנושית לשלוט ביצורים קדומים נבחנת תחת לחץ קיצוני. ההישרדות של הילדים ושל צוות הפארק תלויה בהחלטות מהירות ובאומץ לב, כשהאי כולו עומד על סף אסון. לאחר הבריחה האימתנית של האינדומינוס רקס, אוון וקלייר מצליחים לאחד כוחות עם צוות הפארק כדי לנסות לעצור את היצור המסוכן לפני שיגרום לנזק בלתי הפיך. הם נאלצים להתמודד עם דינוזאורים אחרים שהשתחררו, כמו רפטרים מהירים וקטלניים, ובמקביל להגן על ניק וטיי, שנמצאים בסכנה מתמדת. במהלך המאבק, מתגלה כי הפארק אינו בשליטה מלאה, והטכנולוגיה הגנטית שהביאה ליצירת האינדומינוס רקס טומנת בחובה סיכונים גדולים. בסופו של דבר, הגיבורים מצליחים להביס את האיום ולהציל את האי, אך המחיר גבוה והאירועים מעלים שאלות עמוקות לגבי עתיד השימוש במדע לשכפול יצורים קדומים. הסרט מסתיים בהבטחה כי עולם היורה ימשיך להתפתח, אך עם מודעות חדשה לסכנות הכרוכות ביצירת חיים מלאכותיים.
