Tim und Kapitän Haddock erreichen Peru in der Absicht, ihren entführten Freund Professor Bienlein wiederzufinden. Die dortigen Behörden verweigern Ihnen jedoch die Zusammenarbeit. Während ihrer Suche geraten Tim und Haddock mehrfach in lebensbedrohliche Situationen.
Der junge Indio Zorrino, den Tim vor zwei Schlägertypen rettet, beschließt, Tim und Haddock bei der Suche nach Bienlein zu helfen. Die drei machen sich auf den Weg über die Anden und durch den Dschungel, um den versteckten Sonnentempel zu finden. Dabei kommt es immer wieder zu gefahrvollen Auseinandersetzungen mit Verbrechern und wilden Tieren.
Durch Zufall entdecken sie den Eingang zum Sonnentempel, durchbrechen eine Wand und platzen mitten in eine archaische Zeremonie. Der geheime Tempel, dessen Bevölkerung abseits der modernen Welt ein abgeschottetes Leben nach eigenen Gesetzen führt, befindet sich versteckt in einem weit abgelegenen Gebiet. Die drei Freunde werden gefangengenommen und dem großen Inka vorgeführt. Dieser verurteilt Haddock und Tim zum Tode, weil sie mit ihrem Eindringen den Sonnentempel entweiht haben. Sie sollen auf einem Scheiterhaufen verbrannt werden, welcher durch die Sonne selbst mittels eines Brennglases entzündet werden soll. Der große Inka überlässt Tim die Wahl des Zeitpunktes ihrer Verbrennung innerhalb von 30 Tagen.
Tim und Haddock werden in einen bewachten Wohnbereich gebracht, in dem sie unter verhältnismäßig komfortablen Bedingungen bis zur geplanten Hinrichtung festgehalten werden. Sie erfahren, dass Professor Bienlein von den Inkas entführt wurde, weil er mit dem Überstreifen eines Armreifes des Rascar Capac ein Sakrileg begangen hatte. Tim entdeckt in einem Zeitungsfetzen eine Nachricht, die ihn jubilieren lässt. Er erbittet vom Inka, zu einem bestimmten Datum und einer bestimmten Uhrzeit hingerichtet zu werden. Der Inka gewährt ihm diese Bitte, und Tim, Haddock und Bienlein werden zu der gewünschten Zeit auf den Scheiterhaufen geführt. Tim fleht die Sonne an, ein Zeichen zu senden. Daraufhin verfinstert sich diese. Haddock, den Tim – um seinen Plan nicht zu gefährden – bis dahin nicht eingeweiht hatte, erkennt jetzt, dass Tim den Termin einer totalen Sonnenfinsternis abgepasst hat. Die Inkas brechen in Panik aus und der große Inka fleht Tim an, die Sonne wieder scheinen zu lassen. Dieser bittet die Sonne um Gnade und sie scheint wieder. Der große Inka begnadigt Tim, Bienlein und Haddock und lässt sie ziehen. Auch der Fluch, mit dem sieben europäische Forscher belegt waren, wird zurückgenommen. Tim gibt dem Inka sein Ehrenwort, die Lage des Sonnentempels nicht zu verraten. Zorrino bleibt bei den Inkas.