Sekembalinya, Fawcett dipuji, dan istrinya, Nina (Sienna Miller), telah melahirkan putra kedua mereka. Di Perpustakaan Trinity College Dublin, dia menemukan teks conquistador yang menceritakan tentang sebuah kota jauh di dalam hutan Amazon, yang oleh Fawcett diberi nama Kota Z yang Hilang.
Dia juga bertemu dengan ahli biologi terkenal James Murray, yang setuju untuk mendukung ekspedisi Amazon untuk menemukan kota yang hilang itu. Mencoba untuk meyakinkan anggota RGS untuk dukungan, ia awalnya diejek, namun akhirnya mereka mengakui eksplorasi lebih lanjut.
Murray, yang tidak terbiasa dengan kerasnya hutan lebat, sangat memperlambat mereka. Kelompok Fawcett diserang di sepanjang sungai, tapi dia berdamai dengan penduduk asli. Cedera kaki Murray menjadi parah, dan dia mulai menjadi gila.
Fawcett mengirimnya pergi dengan pemandu asli dan hewan pengangkut terakhir mereka untuk mencari bantuan. Tim harus meninggalkan ekspedisi setelah mengetahui bahwa Murray menuangkan parafin ke perbekalan mereka.