ย้อนกลับไปในดินแดนทะเลทรายทางตะวันออกเฉียงใต้ ในปี 1957 ช่วงสงครามเย็น อินเดียน่า โจนส์ หรือ อินดี้ (แฮริสัน ฟอร์ด) และเพื่อนสนิท แม็ก (เรย์ วินสโตน) เกือบจะหนีไม่รอดจากกองกำลังของโซเวียตที่ตั้งอยู่ในพื้นที่ห่างไกล
และเมื่อหนีเสือกลับมาถึงบ้าน สถานการณ์กลับยิ่งร้ายกว่า เพราะงานที่วิทยาลัย มาร์แชล ก็ถูกคำสั่งเบื้องบนที่บังคับให้คณบดี ซึ่งเป็นเพื่อนของ อินเดียน่า เอง ต้องเซ็นชื่อเชิญ อินเดียน่า ออกจากงาน อันเนื่องมาจากเหตุการณ์ที่เพิ่งผ่านมา
ต่อมา อินดี้ ได้พบกับเด็กหนุ่มชื่อ มัตต์ (ไชอา ลาบัฟฟ์) ซึ่งออกตามหาสมบัติล้ำค่าทางโบราณคดีที่ใครๆ ก็สนใจ นั่นคือ กะโหลกแก้วแห่ง อคาทอร์ วัตถุโบราณในตำนานอันน่าพิศวง ลึกลับ และน่าสะพรึงกลัว
เมื่อคู่หูต่างวัย อินดี้ และ มัตต์ ตามล่าหาสมบัติไปถึงเปรู ดินแดนแห่งขุมสมบัติโบราณ ที่ร่ำลือกันว่าเป็นดินแดนแห่งทองคำ พวกเขาก็พบกับเพื่อนร่วมทางที่ไม่ได้รับเชิญ พวกสายลับโซเวียตที่นำโดยสาวสวยผู้โหดเหี้ยมเลือดเย็น อิริน่า สปัลโก้ (เคต แบลนเชตต์) ออกตามหากะโหลกแก้วอย่างพลิกแผ่นดิน เพราะเชื่อว่ามันจะช่วยให้โซเวียตครองโลกได้
อินดี้ และ มัตต์ พร้อมด้วยพลพรรคหน้าคุ้น จึงต้องหาทางหนีจากพวกโซเวียต และตามหากะโหลกแก้วให้พบ เพื่อเก็บรักษามันให้พ้นจากเงื้อมมือพวกประสงค์ร้าย
