Az 1800-as években a címlapokra kerül a hír, hogy valami hatalmas állat háborgatja a világ vizeit, tartja rettegésben a tengerészeket, rombolja, pusztítja a hajókat. Az amerikai kormány expedíciót indít a szörny felkutatására. A párizsi Aronnax professzort és inasát, Conseil-t is meghívják az expedícióra és a segítségüket kérik. A Lincoln hadihajón megismerik a világ legjobb szigonyosát: Ned Landet. Biztosak abban, hogy az ő segítségével sikerrel járnak.
Néhány hét után a hajó legénysége szembe találja magát a szörnyeteggel a Csendes-óceánon. Tüzet nyitnak rá, de az ágyúgolyók lepattannak róla. Ned Land megpróbálja megszigonyozni, de az is lepattan a vízi lény testéről. A bestia nekitámad a hajónak, amely megsérül, irányíthatatlanná válik. A támadás következtében a professzor, Conseil és Ned Land a vízbe esnek. Pár perccel később a szörny fedélzetén találják magukat, amelyről kiderül, hogy nem más, mint egy tengeralattjáró. Megjelenik a hajó legénységéből néhány ember és hőseink fogságba kerülnek. Több nyelven – latinul, franciául, angolul, németül – próbálják nekik elmagyarázni, hogyan kerültek a fedélzetre, de nem kapnak választ. Nemsokára ételt hoznak nekik, majd megismerik a hajó parancsnokát, aki Nemo kapitány néven mutatkozik be. Vendégként bánik velük, elkalauzolja őket a hajón, bemutatja életüket.
Utasaira számos kaland, rengeteg élmény vár: búvárruhában kirándulásokat teszek a tengerfenéken; víz alá került városokat tekintenek meg; izgalmas párharcokba keverednek a tengeri élőlényekkel. Az utasok azonban a hajón átélt kalandok és a tengerben tett csodás túrák ellenére is szökésen törik a fejüket…