둘도 없는 친구 프레드 플린스톤과 친구 바니 러블은 방금 공룡 기중기 학교를 졸업하여 '베드 락'에 취직한다. 한편, 윌마 슬래우플(전편에서 프레드의 부인으로 나오는)은 지도자이자 대지주인 슬패우플의 상속녀이지만, 호화로운 생활을 즐기는 그녀의 어머니와는 달리 자신의 삶이 무미건조하고 따라서 불행하다고 느낀다. 그녀의 현재 최고 고민은 칩 록펠러(!)와의 결혼이 내정된 상태라는 점인데, 록펠러는 비록 '캐디록'을 몰고 다니고 '프린스톤' 대학에서도 1등을 차지하는 사람이지만 윌마에게 있어서 그는 따분한 사람일 뿐이다. 고민 끝에 가출을 단행한 그녀는 '베드록'에서 베티 오세일(전편에서 바니의 부인)을 만나는데, 둘은 멜록 팰리스에서 살면서 '브론토 킹'에서 일하게 된다. 그러던 중 윌마와 프레드는 황당한 첫 데이트를 치른 후에 사랑에 빠지고 그 사이에 베티와 바니 역시 둘도 없는 사이가 된다. 두 커플은 '록 베가스'로 로맨틱한 주말 여행을 떠나는데...

외계인 가즈는 인류의 짝짓기 과정을 조사하러 석기 시대에 떨어져 프레드 플린스톤(마크 애비)과 바니(스티븐 볼드윈)를 만난다. 상류계층의 생활에 환멸을 느낀 윌마(크리스틴 존스톤)는 집을 나와 베티(제인 크라코우스키)를 만난다. 윌마와 베티는 플린스톤과 바니와 더블 데이트를 하고 그들은 가즈(알란 커밍)와 함께 윌마를 되찾으려는 속셈이 있는 지도 모른 채 윌마의 전 애인 칩의 초대로 록 베가스로 떠난다. 록 베가스에서 칩은 플린스톤이 윌마의 보석을 훔쳤다고 모함하고 베티는 바니가 칩과 한패인 록시와 있는 장면을 보고 팝 스타 믹 재거드와 떠나는데...