Estando en alta mar, el pescador griego Dmitrius (Sal Ponti, bajo el pseudóimo de Anthony Hall) encuentra a una joven a la deriva y la rescata. La chica afirma ser Antilea (Joyce Taylor), princesa de la mítica ciudad de la Atlántida. Dmitrius promete llevarla de vuelta a su hogar, y pronto se enamora de ella.

El tiempo en sus manos cuenta como en 1899 un científico finaliza la construcción de un vehículo que le permite viajar a través del tiempo.Poco después, inicia un alucinante viaje a través de los siglos, y es testigo entre otros acontecimientos, de la Segunda Guerra Mundial y de un holocausto atómico en 1966, del que sale ileso.Su último destino es un paradisiaco lugar, localizado en una era muy posterior a la nuestra, concretamente en el año el año 802701, donde vivirá una increíble aventura.