En el argumento, el doctor y su hija que llevan el hospital del poblado, entran en rivalidad con el hechicero de la tribu llamado Futa. El hecho de que Tarzan salve a una mujer de un cocodrilo y la lleve al hospital enfurece al hechicero, pero al poco Tarzan debe llevar al hospital a Jane que tiene un ataque de apendicitis y Futa, da órdenes de que la maten. La enfermedad del joven jefe de la tribu y la incapacidad del hechicero en curarle hacen que éste robe medicinas del hospital pero se equivoca y coge una botella que contiene un veneno mortal. Futa pretende curar al joven jefe con lo que él cree que es medicina del Dr. del hospital. Tarzan le avisa de que se ha equivocado al robarla y es veneno, pero Futa no se lo cree. La tribu pide que Futa pruebe la medicina antes de dársela al joven jefe y al hacerlo muere. Al final Tarzan consigue salvar el hospital.

Esta película, a caballo entre el western y la comedia, aunque también tiene algo de tragedía, lleva el sello típico del director John Huston y de alguna manera se podría decir que está homenajeando a su amiga Ava Gardner, pues desde el principio, aunque bajo el nombre de la cantante Lily Langtry, estamos viendo todo el rato los posters que el Juez Roy Bean (Paul Newman) va comprando por correo y aunque en su intento de conocerla personalmente fracasa, por fin, en el minuto 1:52 de 1:58 que dura la película, cuando el juez ya ha fallecido, aparece Lily Langtry en persona, de casualidad, en una parada del tren en un pueblo que se llama como ella, Langtry, y se da cuenta de que todos la conocen y le enseñan donde vivió el juez y se queda maravillada pues es un museo de sus carteles publicitarios, además le ha dejado una carta de amor y reconocimiento total que emociona a Lily cuando la lee. Ava Gardner, en aquel momento de su vida tenía 50 años y claro está que como siempre, en cuanto aparece ella, que lo hace en un primer plano seguido de una sonrisa, eclipsa al resto de personajes. Sólo sale en persona los 6 minutos finales pero se la está nombrabdo y anunciando a través de los carteles publicitarios durante toda la película.

Hay una primera explicación de lo sucedido por parte de Morgan Freeman en un momento determinado de la película, pero la mejor explicación que la complementa proviene de cuando, al final, el clon Jack Harper número 49, en su viaje hacia el TET para destruirlo y salvar así a los pocos humanos que quedan en la Tierra, que aún tiene zonas intactas, puede visualizar el contenido de la caja negra que su mujer Julia encontró en las ruinas que quedaron de la nave Odissey. Allí se ve que el Jack Harper humano y la Victoria humana iban en la nave Odissey para explorar la luna de Saturno, Titan, pero en el camino reciben aviso de que hay un objeto extraterrestre, el TET, y se dirigen a él para examinarlo. Tanto Jack como Victoria han sido despertados de su sueño delta y están en la cabina de la nave y cuando Jack se da cuenta de que son atraídos por un rayo tractor hacia el TET decide desconectar la cabina del resto de la nave, salvando así a su esposa Julia y el resto de la tripulación que quedan orbitando la Tierra un montón de años hasta que Morgan Freeman consigue lanzar un aviso que atrae a la nave Odissey que se estrella al llevar una tripulación dormida, y se ve como Victoria y él son absorbidos por el TET que es la inteligencia extraterrestre que los captura y con los que hacen el ejército de clones. Hay una secuencia al final cuando la nave burbuja consigue entrar en el interior del TET en la que se ven los miles de clones que hay de Jack Harper y de Victoria.

Es decir, el clon Jack Harper número 49 es el único en el que no se producido un borrado total de la memoria y que tiene algunos recuerdos de la Tierra y de su mujer Julia cuando se conocieron y que se hacen más fuertes cuando la rescata y los dos visitan lo que ha quedado del Empire State Building que ha sido utilizado por los humanos que quedan liderados por el personaje que interpreta Morgan Freeman como antena para mandar señales fuera de la Tierra que son las que atraen al Odissey. En cambio los clones Victoria 49 y 52 tienen la memoria completamente borrada y solo obedecen las órdenes de Sally que es la figura que adopta el TET para engañar y comunicarse con sus clones. Julia no ha envejecido en los años perdidos en la Odissey al estar en sueño delta y Jack Harper tampoco porque es un clon que se hizo en las mismas fechas aproximadamente en que Julia entró en el sueño artificial.

El argumento trata de que Tarzan y Jane se enteran de que hay un hombre inocente en una prisión y sólo hay una mujer testigo que le puede salvar de la muerte. Esta mujer es una piloto que se la dio por perdida en la selva hace 20 años pero que Tarzan sabe que se halla viva en un lugar donde las aguas de una fuente mantiene a toda la población en eterna juventud. Tarzan va a buscarla y se va con ella para que pueda salvar a ese hombre pero al poco de salir del valle la mujer ha envejecido por los años pasados. Cuando regresa de haber salvado al hombre con el que se ha casado, Tarzan considera justo que los dos regresen al valle con la condición de quedarse a vivir allí para siempre, pero dos cazadores se han enterado y quieren ir allí para hacer negocio con el "agua mágica" de la fuente. Entonces Tarzan se resiste a llevarlos de nuevo al valle de la fuente mágica y Jane que es amiga de la mujer, decide guiarlos ella misma hasta el valle. Tarzan sigue a Jane en su intento de protegerla.

Por el camino ocurren varios incidentes, pues hay guerreros del pueblo que quieren matar a Tarzan ya que le consideran responsable de que gente del mundo exterior a su pueblo se haya enterado y tratan de matarlo al igual que han matado a todos los que se atreven a llegar al cruce del barranco que oculta su valle. Tarzan es respetado por el sumo sacerdote y acepta que la pareja se quede con ellos para siempre y beben de la fuente de la eterna juventud. El chimpance Cheeta que siempre tiene su protagonismo, lo ha seguido todo y en un descuido roba una botellita que contiene el agua mágica y que Tarzan se la quería regalar a Jane, pero Cheeta al llegar a casa se la bebe entera y se convierte en un bebé chimpancé para risas de Tarzan y Jane.