1912 yılında Indiana’nın çocukluğuyla başlayan film kendisinin bu maceranın neden içinde olduğunu bilmemize yardımcı olur. Indiana müzeye geri götürülmesi gereken bir haçı çalan hırsızların elinden haçı almayı başarmıştır. Ancak bir süre sonra hırsızların görüş alanına girer ve kaçmak için bir trene binmiştir. Trende farklı vagonlarda farklı hayvanlar vardır. Buradan da kaçmayı başaran Indiana kutsal haçı müzeye geri götürmeyi başarmıştır.

Yıllar sonra koleksiyoncu Walter Donovan Indiana’dan yardım ister. Geçmişte olduğu gibi yine bir şey bulması istenir kendisinden. Indiana kutsal kaseyi bulması istediği bu kişiye babasının yardımcı olabileceğini söyler. Donovan kendisine yardım eden kişinin Naziler tarafından esir alındığını söylemesi üzerine o kişinin babası olduğunu öğrenir. Arkadaşı Brody’ gidip babasının kutsal kase ille ilgili kütüphanede yazmış olduğu bilgileri bulmasını ister. Kutsal kasenin bulunduğu haritayı ele geçirdiği sırada kasenin koruyucuları kütüphaneyi ateşe verir. Indiana ve Dr. Schneider kaçmayı başarmıştır ancak koruyucular kendilerini takip etmektedir. Schneider’in yardımıyla babasını bulmayı başarmıştır ancak bu sırada arkadaşını kaybeder. Kaybolan arkadaşını bulduğunda aslında Donovan ve Schneider’in de Naziler ile birlikte çalıştığını öğrenir ancak babasının kase ile ilgili defterini almalarını engelleyemez.

Donovan ve Schneider defteri incelediklerinde en önemli sayfaların olmadığını farkedip Indiana ve babası Henry’i bir sandalyeye bağlarlar. Defterin önemli sayfaları Brody’dedir ve Indiana ona ulaşmamaları için yalan söyler. Henry bağlı oldukları sandalyeden kendisini ve oğlunu kurtarmayı başarır ve gizli bir geçitten kaçmaya çalışırlar. Kaçmaya çalıştıkları sırada Nazili askerler kendilerine zorluk çıkarsada kurtulmayı başarırlar ancak Henry’nin defteri için tekrar geri dönerler. Defter Berlin’dedir ve baba oğul o bölgeye gitmek için bir zepline binmek zorunda kalırlar. Indiana bir nazi kostümü sayesinde Schneider’den defteri almayı başarmıştır ancak Hitler’le karşılaşır. Bu tesadüften de sıyrılmayı başarır ancak bir süre sonra nazili askerler peşlerine düşmüştür. Nazi uçaklarını plajda bulunan kuşlar sayesinde etkisiz hale getirmeyi başarmış ve Nazilerin elindeki Brody’i de kurtarmışlardır.

Harita sayesinde kutsal kasenin bulunduğu bölgeye giderler ve karşılarında Donovan’ı be Schneider’i bulurlar. Bu sırada Henry yaralanır ve Schneider meydana gelen çatlak sayesinde ölümle karşı karşıya gelmiştir. Kutsal kaseyi alıp babasını iyileştirmeyi başaran Indiana, arkadaşı Brody ile birlikte mağaradan uzaklaşır.