L'histoire se passe en Europe il y a environ 35 000 ans ; les groupes d'humains modernes (Cro-Magnon) commencent à peupler le continent occupé jusqu'alors par l'homme de Néandertal. Ayla, une petite fille qui a perdu ses parents lors d'un tremblement de terre, est attaquée par un lion des cavernes. Bien qu'elle se soit cachée dans une crevasse de rocher, la fillette est blessée par l'une des puissantes griffes de l'animal. Quasiment morte de faim et gravement blessée, elle est découverte par un groupe d'hommes de Néandertal qui passait par là. Elle est soignée par Iza, la femme-médecin, et Creb, le sorcier ou Mog-Ur. Tous les deux s'attachent beaucoup à Ayla, même si pour le reste du clan elle demeure une étrangère dont on ne veut pas. Broud, le fils du chef de clan, la hait particulièrement. Pour la protéger, le jour où Broud deviendra chef du clan à son tour, Iza initie Ayla aux secrets de son art de guérir pour qu'elle puisse prendre une place honorable au sein du clan. Par ailleurs, Iza et Creb lui enseignent la langue et les coutumes du clan, qui sont tout à fait différentes des siennes, ce qui n'est pas sans entraîner assez fréquemment des problèmes..

le film est basé sur le roman Le Clan de l'Ours des cavernes de Jean Auel. Daryl Hannah y joue le rôle principal. Dans le roman d'Auel, les personnages parlaient anglais. Dans le film, ils utilisent leur propre langage et le dialogue est traduit en sous-titres. Le film est considéré comme un échec commercial, ayant coûté quinze millions de dollars américains pour n'en rapporter que 1,9 million dans le pays. L'adaptation cinématographique des autres romans de J. Auel, initialement prévue, a été abandonnée suite à cet échec.