Bob Morane se rend à Walobo chez son ami Allan WoodWOOD afin de réaliser des photos d'animaux en liberté. 
Sur le bateau il intervient alors que Leni Hetzel est agressée par un inconnu. 
Elle compte se rendre dans une vallée ou se trouverait des squelettes de brontosaures, afin de réhabiliter la mémoire de son père. On lui a conseillé comme guide Allan Wood.
Wood refuse de conduire Leni Hetzel. 
En effet la région de la vallée est en plein territoire des Bakubis, aussi appelés "Hommes-Léopards", qui massacrent tout ce qui passe à leur portée. Il lui conseille de revenir dans quelques temps quand les Bakubis se seront calmés.
Malgré cette mise en garde, elle se rend chez Peter Bald qui, ayant appris de son côté qu'il y a des diamants dans cette vallée accepte de la conduire. 
Il avait déjà envoyé Chest essayer de voler le plan sur le bateau...
Leni Hetzel part donc, accompagnée de Bald, Chest, Frédéric Brown (qui fait chanter Bald) et de porteurs.
De leur côté Morane, Wood, M'Booli et des porteurs partent en safari photo. Ils trouvent dans la brousse le corps de Chest (que Morane reconnaît comme l'agresseur de Leni Hetzel)  tué par les Hommes-Léopards.
Pressentant des ennuis pour le jeune fille ils pistent le safari de Bald qui se dirige droit sur le territoire Bakubis. 
Pour gagner du temps, ils veulent passer par le territoire des Balébélés. 
Ceux-ci refusent le passage. Morane décide d'aller seul tenter de convaincre Bankutüh le chef des Balébélés. En chemin il sauve la vie de N'Dolah et H'Ele.
En remerciement, Bankutüh accorde le passage aux deux blancs et à M'Booli.
Entre temps, Bald a dévoilé ses vrais raisons à Leni Hetzel qui ne comprend rien à cette histoire de diamants. Les Bakubis les attaquent, massacrent les porteurs et font prisonnier les 3 blancs.
Morane, M'Booli et Wood arrivent au village Bakubis en pleine cérémonie. 
Brown est déjà mort. Employant la ruse, ils parviennent à délivrer Leni et Bald et s'enfuient vers le nord.
Bald qui portait la musette de vivre disparaît. 
S'éloignant pour chasser, Morane est attaqué par un gigantesque saurien, (peut-être un "Chipekwe" ?). Fuyant il découvre la vallée des brontosaures.
Explorant la vallée, il découvre une grotte contenant un squelette (Herbert Greene), un coffret plein de diamants, et un testament, mais il est surpris par Peter Bald qui essaye de le tuer. 
Bald est tué par un des Bakubis qui assiègent la vallée.
Morane est délivré par Bankutüh et ses Balébélés qui viennent d'envahir le territoire Bakubis en représailles à une attaque Bakubis sur un de ses hommes. 
Il a au passage sauvé également Leni Hetzel, Wood, et M'Booli en fâcheuse posture eux aussi.
Morane, Leni, Allan et M'Booli remportent à Walobo les diamants et un crâne de tyrannosaure, prouvant les dires du père de Leni.
Finalement Leni et Allan se marient, le père de Leni est réhabilité, les diamants remis à la veuve et aux enfants de l'homme qui les avait trouvés (Greene), et Bob peut enfin faire ses photos tant désirées.

Lieux :

Centre Afrique
( Lieu supposé Vallée des brontosaures =  Latitude  7°48'5.06"N_ Longitude  22°37'31.24"E )
( Walobo, rivière Sangrâh, territoire des Balébélé, vallée au Centre Afrique ? )

Personnages rencontrés :

Peter BALD : Trafiquant sans scrupules de Walobo. Il accepte d'emmener Leni Hetzel à la recherche de la vallée des brontosaures, pensant y trouver des diamants. Tué par les Bakubis.
BANKUTÛH : Roi des Balébélés (tribu du Centre-Afrique). Après des études chez les blancs, il retourne chez les siens. Considérant que la civilisation ne peut être que néfaste à son peuple il interdit son territoire (un plateau presque inaccessible) à tout étranger. Morane ayant sauvé deux de ses hommes, il accepte de le laisser passer avec ses amis pour atteindre plus vite le territoire des Bakubis. Par la suite son entrée en guerre contre ces mêmes Bakubis sauvera Bob Morane, Allan Wood, M'Booli et Leni Hetzel d'une mort certaine.
Frédéric BROWN dit  BROWNSKY : Trafiquant d'ivoire et d'esclave complice de Bald qu'il fait un peu chanter. Tué par les Bakubis. (Parfois appelé à tort Bronwsky)
CHEST : Homme de main de Peter Bald. Ivrogne. Il agresse Leni Hetzel sur le bateau et tente de lui voler le plan de la vallée des dinosaures. Tué par les Bakubis.
M'BOOLI : Serviteur Balébélé d'Allan Wood, il lui est très dévoué. Excellent pisteur.
N'DOLOH : Guerrier Balébélé. Fils du grand sorcier de la tribu. Morane lui sauve la vie.
H'ELE : Guerrier Balébélé. Morane lui sauve la vie.
Allan WOOD : Guide de Walobo (Centre Afrique). Ami de Bob Morane, il est mordu comme lui par la vie de l'Afrique sauvage. Il épouse Leni Hetzel à la fin de l'aventure.
LENI WOOD née HETZEL : Fille d'un célèbre paléontologiste viennois, elle découvre des os de brachyosaures en Afrique et réhabilite la mémoire de son père qui avait affirmé en avoir trouvé en  Afrique et que personne n'avait cru. Elle épouse Allan Wood à la fin de l'aventure.
ZHILA : Servante d'Allan Wood.

 de l'encylopédie de Gilles DUBUS