En 1879, près de Santander, Marcelino Sanz de Sautuola, paléontologue amateur passionné, explore une grotte en compagnie de sa fille Maria, âgée de neuf ans. C'est elle qui, s'aventurant plus loin dans la galerie, découvre la première les extraordinaires peintures rupestres ornant les parois, représentant notamment des bisons d'une saisissante beauté. Convaincu de l'importance capitale de cette découverte, Marcelino contacte les plus grands spécialistes de l'époque pour authentifier ces œuvres vieilles de plusieurs millénaires. Mais son annonce se heurte frontalement à l'hostilité du clergé, qui y voit une attaque contre la vérité biblique, ainsi qu'au scepticisme du monde scientifique, réticent à admettre qu'un art aussi abouti ait pu être produit par des hommes préhistoriques.