Στα 1868, ένα πελώριο θαλασσινό τέρας, σκορπίζει τον τρόμο στους ναυτικούς. Η φρεγάτα Αβραάμ Λίνκολν αναλαμβάνει να το κυνηγήσει και να καθαρίσει τις θάλασσες. Στην αποστολή αυτή παίρνουν μέρος ο Γάλλος Πιερ Αρονάξ, καθηγητής του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Παρισιού, ο πιστός του υπηρέτης Κονσέιγ και ένας Καναδός φαλαινοθήρας και περίφημος καμακιστής, ο Νεντ Λαντ. Ύστερα από άκαρπες έρευνες πολλών μηνών, εντοπίζουν το τέρας, το οποίο επιτίθεται στη φρεγάτα. Ο καθηγητής Αρονάξ, ο Κονσέιγ και ο Νεντ Λαντ πέφτουν στη θάλασσα.

Ανακαλύπτουν έτσι πως το τέρας είναι στην πραγματικότητα ένα ηλεκτροκίνητο υποβρύχιο, το Ναυτίλος, το οποίο κυβερνά ένας παράξενος άνθρωπος, ο πλοίαρχος Νέμο…