"Sea Monsters 3D - Urgiganten der Meere" nimmt die Zuschauer mit auf eine Reise zurück in die Kreidezeit, als Nordamerika noch von einem großen Ozean geteilt war. Die Great Plains, ein heute trockenes Gebiet östlich der Rocky Mountains, wurden damals von einer unglaublichen Vielfalt an Meereslebewesen bevölkert - darunter der Dolichorhynchops. Mit einem weiblichen Vertreter dieses delfinartigen Meeresreptils - kurz "Dolly" - erkunden die Zuschauer das urzeitliche und fantastisch anmutende Meer. Dolly trifft auf Meeresreptilien wie den langhalsigen Plesiosaurus, auf Riesenschildkröten, gigantische Fische, Haie und eines der furchterregendsten Seeungetüme aller Zeiten - den Mosasaurus! Und diese Begegnungen sollen nicht immer harmlos verlaufen.
Der Film erweckt Meeresbewohner auf der Leinwand wieder zum Leben, deren Fossilien bei paläontologischen Ausgrabungen rund um die Erde entdeckt wurden. Neben anderen fossilen Beweisen dieser außergewöhnlichen Zeit identifizierten Wissenschaftler in Kansas auch ein Skelett des Dolichorhynchops - dem "Star" des Films. "Sea Monsters 3D" zeigt, wie Paläontologen das komplexe Puzzle aus Erkenntnissen und Entdeckungen zusammensetzen und so die Grundlage für die lebensechte Animation der urzeitlichen Meeresreptilien schaffen.