Da Professor Eske Willerslev sætter sig for at afdække de australske aborigineres urhistorie, aner han ikke, hvilke problemer, han roder sig ud i. Han gør en banebrydende videnskabelig opdagelse, men offentliggørelsen af hans resultater bremses, fordi hans studier anklages for at være uetiske, og Eske må rejse til den vestaustralske ørken for at lade nutidens aboriginere afgøre, om hans enestående opdagelse nogensinde skal se dagens lys.
En jødisk millionær fra New York, som hele sit liv har forfulgt en teori om, at menneskets civilisation er blevet grundlagt af aliens fra rummet, tager på sit dødsleje kontakt til Eske Willerslev, da han mener, at han har fundet et afgørende DNA-bevis for sine teorier. Eske vælger at tage udfordringen op, og snart befinder han sig i krydsild mellem sine egne skeptiske kolleger og et miljø af dedikerede, amerikanske UFO-entusiaster.
Professor Eske Willerslev har siden sin barndom været dybt fascineret af de nordamerikanske indianere, og har altid drømt om at sekventere et genom fra de tidligste amerikanere. Han forsøger ihærdigt at få fingre i urgamle knogler fra Amerika, men det mislykkes gang på gang. Da han endelig inviteres til at udvinde DNA af et 12.600 år gammelt barneskelet fundet i Montana, viser opdagelsen sig at være så revolutionerende, at Eske må konfrontere sin barnedrøm og rejse ud til Montanas indianerstammer for at modtage deres kritik af de genetiske analyser, han har lavet på deres forfaders knogler.
På trods af talrige advarsler kaster Eske sig ud i at lave et DNA-studie af det 9.500 år gamle, nordamerikanske skelet Kennewick Man, som indianske stammer har kæmpet om retten til at genbegrave i over 20 år. Studiet medfører, at stammerne endelig får lov at genbegrave skelettet, hvilket åbner dørene for at Eske kan studere andre gamle indianske skeletter. Men hans møde med den myteomspundne Spirit Cave-mumie ender med at vende op og ned på ikke bare hans forskningsresultater, men også hans barnetro.
Sydamerika er det næste kontinent, hvis tidligste historie Eske vil kortlægge via DNA fra de urgamle skeletter. Men at udvinde DNA af skeletter fra tropisk materiale er lettere sagt end gjort, og Eske er i skarp konkurrence med velfinansierede forskerteams fra Tyskland og USA. Han er nødt til at udvikle nye metoder og rejse til Brasilien for at finde en måde at overhale sine internationale konkurrenter. Mødet med brasilianske samarbejdspartnere inspirerer imidlertid Eske til at omtænke sine strategier og måden han indsamler skeletter.
Efter 10 års endeløs succes befinder Eske sig pludselig i en dyb, økonomisk krise. Hans studier bliver ikke støttet og hans berømte “Center for Geogenetik” står for at skulle lukke ned. Én løsning for ham er at forlade Danmark og fortsætte sin karriere i udlandet. En anden er at opgive den forskning i menneskets tidligste vandringer, der har været hans hjertebarn, og satse på medicinsk forskning.
