Quelque part en Europe, 35 000 ans avant notre ère. Petite fille Cro-Magnon de cinq ans, Ayla est séparée de ses parents à la suite d'un violent tremblement de terre. Elle est recueillie par le clan de l'ours des cavernes, une tribu Neandertal qui l'adopte, non sans réticence, ayant reconnu en elle la représentante d'une autre espèce, plus évoluée.