Diesmal scheinen George, Julian, Dick, Anne und Timmy, in den Ferien keine Abenteuer zu erwarten: Sie müssen mit Tante Fanny zu einer Familienfeier! Doch eine Autopanne zwingt sie zum Zwischenstopp in einer Kleinstadt. Im örtlichen Naturkundemuseum wird tags drauf eine echte Sensation enthüllt: Der Knochen einer bis dato unbekannten Dinosaurierart! Im Museum lernen die Freunde Marty Bach kennen, einen kauzig wirkenden jungen Mann, der behauptet, sein verstorbener Vater habe ein vollständig erhaltenes Dinosaurierskelett entdeckt. Dann wird Marty ein Foto mit einem versteckten Zahlencode gestohlen. Führt dieser zum legendären „Tal der Dinosaurier“? Sie wollen Marty helfen und melden sich zu einer geführten Wanderung in das Gebiet an, wo sie den Fundort vermuten. Sie sind sich sicher, dass der Dieb ebenfalls unter den Wanderern ist, und bald entblättert sich dessen perfider Plan. Schnell wird klar: Sie müssen das Tal vor dem Bösewicht finden, sonst ist das Skelett für immer verloren!