Jadis, le peuple rat et la communauté souris étaient menacés par les scientifiques du laboratoire de N.I.M.H. La souris Jonathan Brisby les avait sauvés, devenant ainsi un héros. Aujourd'hui, Jonathan a disparu et sa veuve élève seule leurs enfants. Alors que les souris sont à nouveau menacées, le Grand Hibou fait appel à Timmy, l'un des fils Brisby, pour les sauver.

Après que des fortes pluies se sont abattues sur la Grande Vallée et qu'une nouvelle mystérieuse mer s'est formée, Petit-Pied part explorer les merveilles de la Grande Vallée. Sur sa route, il fait la connaissance de Mo, un drôle de dauphin (Ichthyosaure) très joueur et farceur qui devient vite son ami. Mais Mo s'est perdu en chemin et ne peut plus rejoindre le Grand Large. Petit-Pied et ses courageux amis dinosaures vont alors secourir leur nouvel ami et surmonter tous les obstacles dans cette fabuleuse aventure.