Tras participar en una expedición topográfica de la Royal Society a Bolivia, el soldado Percy Fawcett queda fascinado por la jungla y accede a participar en una expedición más remota, a pesar de alejarle de su mujer, Nina, y sus hijos durante varios años. En la selva amazónica, Percy descubre vestigios de antiguas civilizaciones perdidas, y vuelve a Inglaterra convencido de la existencia de una metrópolis hundida, la misteriosa ciudad de Z. Aunque sus argumentos son ridiculizados por la comunidad científica, Fawcett se embarca en un último viaje a la selva brasileña junto con su hijo Jack para demostrar sus teorías.
 | Tom Holland [X] | Jack Fawcett |
| Charlie Hunnam | Percival Fawcett |
 | Robert Pattinson | Henry Costin |
 | Sienna Miller | Nina Fawcett |
| Harry Melling | William Barclay |
| Angus Macfadyen | James Murray |
| Daniel Huttlestone | Brian Fawcett |
| Aleksandar Jovanovic | Urquhart |
| Raquel Arraes | Joven boliviana |
| Bobby Smalldridge | Joven Jack Fawcett |
| Nicholas Agnew | John Coundley |
| Edward Ashley | Arthur Manley |
| Johann Myers | Willis |
| Frank Clem | Pistolero de texas |
| Michael Ford-FitzGerald | Líder |
| Michael Jenn | Sidney Thornton |
| Matthew Sunderland | Dan |
