Envoyé en Polynésie par la "Petrox Company" pour y déceler l'existence d'une nappe de pétrole sous-marine, au large de l'île du Crâne, Fred Wilson découvre un passager clandestin à bord du bateau. Il s'agit de Jack Prescott, un zoologue de l'Université de Princeton qui a eu connaissance de documents évoquant l'existence d'un monstre préhistorique sur l'île du Crâne.
En mer, on recueille une jeune femme naufragée, Dwan. Arrivée sur l'île, l'expédition se met en route vers un village situé à la base d'un mur immense. Dwan se fait enlever par les indigènes qui l'entraînent de l'autre côté du mur... Droguée, celle-ci est livrée à un singe gigantesque de douze mètres de haut : King Kong... Elle s'évanouit et Kong l'emporte. Au petit jour, Dwan tente de fuir mais le singe, amoureux d'elle, lui donne la chasse.
Pendant ce temps, Wilson et ses hommes ont creusé un puits rempli de flacons de chloroforme. Prescott et Dwan parviennent à faire tomber Kong dans le piège. Abasourdi et enchaîné, Kong est enfermé dans la cale d'un pétrolier géant pour être présenté au public de New York.
Mais lors de la représentation, devant des milliers de spectateurs, les flashes des photographes font croire à Kong que Dwan est en danger. Il rompt ses entraves, brise sa cage et, après avoir fait dérailler le métro acrien, emmène la jeune fille jusqu'au sommet du "World Trade Center", le plus élevé des gratte-ciel de New York. Cerné par des hélicoptères, Kong fait une chute mortelle. Dwan est sauve.