Rome, janvier 1941. Sara, 16 ans, orpheline aristocrate a été confiée à son oncle. Celui-ci souhaite protéger sa fortune et veut la marier de force au chef des brigades fascistes. Sara refuse de se laisser faire, et fait appel à son grand-père. Elle parvient à échapper à son tuteur et accompagne son grand-père, géologue, ainsi que son assistant Isaac Weils, dans une expédition au sud de la Libye, où ils espèrent trouver des traces de la forêt tropicale qu'était le Sahara il y a deux cent millions d'années.
Mais la Libye, sous domination italienne, est envahie par les troupes françaises. Pour Sara et ses compagnons, certes non fascistes mais néanmoins italiens, l'expédition est compromise et son grand-père doit partir pour négocier avec les Français. Un torrent de boue emporte alors le reste de l'équipe et laisse Sara seule avec leur jeune guide arabe, Salim. Tous les deux, ils doivent alors traverser le désert pour tenter de rejoindre le grand-père...