La Vallée des chevaux est le deuxième roman de la série Les Enfants de la Terre de Jean M. Auel. Ce roman commence là où Clan of the Cave Bear s’est terminé, avec Ayla seule et à la recherche des Autres. Parallèlement, le roman suit les aventures de deux frères, Jondalar et Thonolan, qui font ensemble un Voyage. Lorsqu’un lion des cavernes avec lequel Ayla s’est lié d’amitié attaque Jondalar et Thonolan, Ayla est capable de sauver Jondalar et de le soigner. Avec Jondalar, Ayla commence à en apprendre davantage sur les personnes dont elle est issue et à découvrir l’excitation d’un nouvel amour. La vallée des chevaux continue l’histoire d’Ayla dans une direction nouvelle et passionnante qui apporte à Ayla l’acceptation d’elle-même et une chance à l’amour.
Ayla se dirige vers le nord, la direction qu’Iza lui a dit d’aller afin de trouver ses propres personnes. Ayla voyage si longtemps qu’elle se fatigue et décide d’hiverner dans une petite vallée qu’elle découvre presque par hasard. Ayla commence à rassembler de la nourriture, tuant son premier gros animal et se lie d’amitié avec un poulain qui, comme elle, a été abandonné par les siens. Le premier hiver dans sa nouvelle vallée est long et solitaire, laissant trop de temps à Ayla pour ressasser tout ce qu’elle a perdu. L’hiver donne également trop de temps à Ayla pour penser à son avenir et à ce qui pourrait arriver lorsqu’elle retrouvera les Autres. Ayla commence à se demander s’ils l’accepteront alors que les seules personnes qu’elle ait jamais connues ne le pourraient pas. Quand Ayla adopte seule un lion des cavernes blessé son deuxième été, elle trouve une autre excuse pour ne pas continuer son voyage.
Au même moment, Jondalar et Thonolan quittèrent la grotte pour faire ensemble un Voyage. Le voyage commence avec enthousiasme lorsqu’ils rencontrent un groupe de têtes plates, des animaux dont ils ont entendu parler mais qu’ils n’ont jamais vus auparavant. Plus tard, ils entrent en contact avec un groupe de personnes qui ne leur ressemblent pas et dont ils ne comprennent pas la langue. Malgré cette barrière, il semble que la réputation de Jondalar en tant qu’amant doux l’ait précédé. Le chef de ces personnes veut que Jondalar donne les premiers rites de plaisir à son arrière-arrière-petite-fille dans l’espoir que la cérémonie lui donnera un enfant de son esprit, avec ses yeux bleus.
Jondalar et Thonolan avancent en suivant le chemin de la Grande Rivière Mère. Lorsqu’ils atteignent l’endroit où la rivière Sister rejoint la rivière Great Mother, ils sont obligés de trouver un moyen sûr de traverser les rivières. Alors qu’ils sont aux prises avec ce dilemme, Thonolan est encorné par un rhinocéros. Jondalar ne sait pas quoi faire, courant dans la panique, laissant des fourrures ensanglantées dans des endroits étranges. L’une de ces fourrures alerte un peuple en aval qui vient à leur secours. Thonolan et Jondalar vont vivre avec ces gens pendant que Thonolan récupère. Lorsque Thonolan se rétablit, il découvre qu’il est tombé amoureux de l’une des femmes qui l’ont aidé à prendre soin de lui. Thonolan s’accouple avec cette femme, se contentant de passer le reste de sa vie avec son peuple. Jondalar, dévoué à son frère, décide de rester également même s’il est rempli d’un profond sentiment de mal du pays pour sa grotte natale et son peuple.
La femme de Thonolan, Jetamio, veut avoir un enfant et continue de tenter de tomber enceinte malgré plusieurs fausses couches. Enfin Jetamio est capable de mener un enfant à terme. Cependant, il devient vite évident qu’une maladie infantile a empêché Jetamio d’accoucher. Jetamio meurt. Thonolan est tellement rongé par le chagrin qu’il ne peut pas rester parmi les gens de Jetamio. Jondalar envisage de rester avec la femme dont il est venu s’occuper, mais elle le renvoie, consciente de sa profonde affection pour son frère. Jondalar et Thonolan décident de terminer le voyage qu’ils ont commencé ensemble.
Jondalar prend vite conscience que son frère est tellement malade de chagrin qu’il espère mourir. Jondalar essaie de protéger son frère, mais lorsque Thonolan entre dans la tanière de deux lions des cavernes, Jondalar ne peut rien faire pour le sauver. Ayla tombe sur la tanière lorsqu’elle reconnaît les cris de son lion des cavernes. Ayla sauve Jondalar et le ramène dans sa grotte. Alors que Jondalar se remet de ses blessures, il enseigne sa langue à Ayla. Finalement, Ayla est capable de parler à Jondalar de son passé. Jondalar est dégoûté à l’idée qu’Ayla ait couché avec une tête plate et ait donné naissance à son enfant. Cependant, Jondalar surmonte son dégoût en apprenant rapidement à mieux connaître Ayla. Bientôt, ils deviennent amants et Jondalar trouve l’amour d’une femme à un degré qu’il n’a jamais connu auparavant.