۲۲۰ میلیون سال پیش، دایناسورها در حال آغاز فرمانروایی خود بر زمین بودند. اما گروه دیگری از خزندگان در آستانه یک جهش فوق‌العاده بودند: پتروسورها (خزندگان بال‌دار) در حال به دست گرفتن کنترل آسمان‌ها بودند. داستان چگونگی و چرایی به پرواز درآمدن این موجودات مرموز، از هر داستانی تخیلی‌تر است. در مستند «هیولاهای پرنده سه بعدی»، سر دیوید اتنبرو، برجسته‌ترین طبیعت‌شناس جهان، تلاش می‌کند تا حقیقت را درباره پتروسورهای معمایی کشف کند؛ موجوداتی که طول بال‌هایشان تا ۴۰ فوت می‌رسید و با یک هواپیمای جت امروزی برابری می‌کرد.