Une jeune femme tombe dans une grotte de la Mer des Arbres, près du mont Fuji, et se retrouve dans une caverne glacée remplie d'œufs, dont l'un commence à éclore. Le géologue Takashi Ashizawa (Tsunehiko Watase) enquête, mais à peine a-t-il commencé ses recherches qu'un tremblement de terre secoue la région. Un jeune couple disparaît en pédalo sur le lac voisin et du bétail commence à disparaître. Finalement, un grand dinosaure, identifié comme un plésiosaure, émerge du lac et se déchaîne. Pendant ce temps, un autre monstre, un rhombophynchus, apparaît et les deux bêtes préhistoriques finissent par s'affronter tandis que le mont Fuji entre en éruption.

Parmi les nombreux studios de cinéma japonais, Toei était le moins associé au genre kaiju eiga (films de monstres géants), et après avoir vu Les Monstres de la préhistoire, on comprend aisément pourquoi. Aussi déjanté et imprévisible qu'on peut l'attendre du genre, le film est aussi un véritable fouillis : il met beaucoup de temps à devenir intéressant et doit plus aux Dents de la mer (1975) qu'à Godzilla, la plupart des scènes d'action se déroulant dans l'eau, les dinosaures dévorant plongeurs et vacanciers de passage, tandis que les autorités locales tergiversent quant à la fermeture des plages et la sécurité des visiteurs. Il y a peut-être eu un problème de traduction, mais la plupart des dialogues sont incompréhensibles. On s'interroge même sur la nature du monstre du lac (« chaque lac est censé abriter un monstre »), un touriste américain surexcité affirmant qu'il s'agit du monstre du Loch Ness écossais, qui aurait réussi à traverser le monde. Un échange concernant les tremblements de terre qui pourraient survenir si l'existence des dinosaures était prouvée est particulièrement déconcertant. Les monstres – élément clé du genre – sont de piètres contrefaçons. Rigides, inexpressifs et parfois même risibles, ils n'inspirent jamais la moindre terreur, même si leurs carnages sont nettement plus sanglants que dans la plupart des autres films de kaiju . Les Monstres de la préhistoire était, paraît-il, le film le plus cher de Toei à ce jour, mais on se demande bien où est passé l'argent – ??certainement pas pour ses acteurs principaux. L'attaque initiale du Rhamphorhynchus, un reptile volant souvent confondu avec un ptérodactyle, est plutôt palpitante, mais le dénouement est navrant. Les deux dinosaures en plastique, peu convaincants, s'affrontent violemment pendant ce qui semble une éternité avant que le mont Fuji n'entre opportunément en éruption (parce que Masaru Igami, Isao Matsumoto et Ichirô Ôtsu n'ont pas trouvé d'autre façon de conclure ce navet), que les deux monstres ne tombent dans une fosse enflammée et que tout le monde puisse rentrer chez soi et faire comme si de rien n'était.

La réalisation de Kurata est très spartiate. La scène du meurtre de la femme dans le canot pneumatique – dont l'image fixe paraissait si captivante des années auparavant – s'éternise, le plésiosaure dominant sa victime de toute sa hauteur avant de se décider enfin à agir. À son crédit, il met en scène une séquence étonnamment atmosphérique dans un bois brumeux près du lac, qui laisse entrevoir un réalisateur bien plus intéressant que le reste du film ne le suggère. « La Légende des Dinosaures et des Oiseaux Monstrueux » marque quasiment la fin de sa courte carrière (il n'a réalisé que six autres longs métrages et un épisode d'une série télévisée avant ce film, et d'autres épisodes suivront), principalement composée de drames historiques sans intérêt particulier. Mais dans ce film regorgeant d'excentricités et d'éléments inexplicables, le plus étrange est sans conteste la musique de Masao Yagi, la bande originale la plus incongrue jamais entendue. Ce morceau disco-funk déconcertant n'a absolument aucun rapport avec ce que l'on voit à l'écran et donne l'impression d'avoir été composé pour un tout autre film, abandonné par Toei. Refusant de jeter ce qu'ils avaient déjà payé, ils se sont contentés d'ajouter des morceaux à l'action de Les Monstres de la préhistoire, qu'ils soient appropriés ou non. En soi, c'est une musique plutôt réussie, mais on se demande bien qui a pu penser que ces morceaux convenaient à quoi que ce soit dans le film. Lors d'un festival local, un groupe de J-country affreux se produit sur scène pour quelques morceaux, et au moment crucial où l'héroïne Akiko (Nobiko Sawa) lutte pour sa survie tandis que le mont Fuji entre en éruption, une chanson horrible accompagne l'action sans raison apparente.