Die versunkene Stadt Z ist die Verfilmung eines Buches von David Grann, in welcher Charlie Hunnam den britischen Colonel Percival Fawcett (genannt: Percy) spielt. In den 1920ern macht er sich gemeinsam mit seinem Sohn Jack (Tom Holland) ins Amazonasgebiet auf, um die geheimsnisvolle Stadt zu suchen. Zuvor war Percy bereits als Landvermesser in Bolivien unterwegs und stieß bei seiner Arbeit immer wieder auf Spuren einer längst vergangenen Zivilisation. Er ist von der Existenz dieser mysteriösen Stadt überzeugt, doch die Royal Society in London hält so gar nichts von seiner unkonventionellen Idee. Nun will es Percy mit einer gefährlichen Expedition endlich allen Zweiflern ein für alle Mal beweisen.