Lisa, 11 ans, et son frère Tom (13 ans), franco-écossais, vivent à Inverness, ville située à l'embouchure de la rivière Ness, au nord-est de l'Écosse. Ils vont régulièrement rendre visite à leur grand-père qui habite Drumnadrochit, le village se trouvant près des rives du Loch Ness. Le vieil homme est naturaliste, passionné d'animaux (notamment des superbes vaches écossaises à longs poils blonds !), de flore... et de Nessie, son « gentil petit monstre ». Régulièrement, il organise avec Lisa et Tom des expéditions à bord de son bateau équipés de gadgets sophistiqués (sonars, caméras étanches...) pour sonder le lac, chercher des signes ou preuves de l'existence de Nessie. En vain. La dernière fois qu'ils ont sillonné l'une des baies du loch, dominée par les ruines du célèbre château d'Urquhart, ils n'ont découvert que de vieilles canettes.
Par un beau matin du mois d'août, alors qu'une foule de touristes se rassemble, comme chaque année, autour du lac, que le musée local, consacré aux reptiles marins auquel Nessie appartiendrait, est bondé, la nouvelle tombe : des chercheurs ont retrouvé, sur l'île écossaise de Skye, le fossile d'un reptile marin de plus de 4 mètres, de l'époque du Jurassique. Un ancêtre de Nessie ? Lisa, Tom et leur grand-père vont mener l'enquête...