Второй сезон аниме «Девочка-динозавр Гауко» начинается с того, что жизнь Гауко и её приёмной семьи входит в привычную колею. Казалось бы, хаос утих, но спокойствие длится недолго. В городе начинают происходить странные происшествия: кто-то ворует гигантские запасы еды со складов, а по ночам местные жители слышат гул, похожий на рёв древнего зверя. Гауко чувствует, что это не просто шалости — её динозавриное чутьё подсказывает, что в городе появился ещё один представитель её вида. Вместе с верными друзьями, которые уже привыкли к её аппетиту и нестандартным методам решения проблем, она начинает расследование. Вскоре выясняется, что из секретной лаборатории сбежал молодой трицератопс по имени Тора, который, в отличие от Гауко, вырос в неволе и совершенно не умеет контролировать свою силу. Он напуган, агрессивен и считает людей врагами. Гауко предстоит не только найти его раньше, чем это сделают военные, но и доказать Торе, что мир не так враждебен, как ему кажется.
Параллельно с поисками Торы Гауко сталкивается с новой угрозой — таинственной организацией, которая охотится за древними артефактами, способными пробудить спящих в недрах земли доисторических гигантов. Лидер этой группы, харизматичный и безумный учёный доктор Коганэ, считает, что динозавры должны вернуть себе планету, и хочет использовать Гауко и Тору как ключ к глобальной катастрофе. Гауко оказывается перед сложным выбором: остаться в тени и защищать только свою семью или выйти на открытую борьбу, рискуя раскрыть свою тайну всему миру. В финале сезона друзьям удаётся объединить усилия и остановить Коганэ, но ценой этого становится разрушение их убежища. Тора, поверивший в доброту людей, решает уйти в дикие леса, чтобы найти других выживших динозавров, а Гауко, понимая, что её прошлое всё равно настигнет её, готовится к самому важному разговору в своей жизни — она решает рассказать правду о себе своей приёмной матери. Сезон заканчивается на напряжённой ноте: небо озаряет странное северное сияние, и по всему миру начинают просыпаться древние существа, предвещая новую, ещё более масштабную битву.
