V roce 1906 se britský badatel Percy Fawcett (Charlie Hunnam) poprvé vydává do Amazonie. Během několika expedic pod záštitou Královské geografické společnosti se svým asistentem Henry Costinem (Robert Pattinson) zmapují dosud neznámé území v Bolívii.
S pomocí domorodců se vydávají proti proudu Rio Verde. Výprava čelí kanibalům, nemocem, nekonečným dešťům a nedostatku potravin, ale podplukovník Fawcett se nevzdává. Hluboko v srdci pralesa však nachází důkazy o existenci neznámé, ale velmi vyspělé civilizace.
V Anglii sklízí Fawcett od vědců bohužel jen posměšky, kteří ztracenou civilizaci nazývají pouhými divochy. Odhodlání najít bájné město Z, přecházelo v posedlost. S podporou své oddané manželky (Sienna Miller) se v roce 1925 Percy Fawcett, společně se synem (Tom Holland) a věrným přítelem Costinem, znovu vydávají do hluboké džungle.
Dobrodružný film Ztracené město Z je inspirovaný skutečným příběhem. Příběhu se ujal americký režisér James Gray a po natočení prohlásil: „Cesta knižní předlohy Davida Granna na filmové plátno byla velmi dlouhá a pro mě se natočení toho filmu stalo doslova posedlostí.
Autor knihy, David Grann, nejen že četl skutečné Fawcettovy deníky, které získal od Percyho vnučky, ale rozhodl se následovat Fawcettovu cestu a vydal se na vlastní průzkum do Amazonie, aby nám mohl přiblížit Ztracené město v Amazonii.