1886年,当时,海上发现了一个“海怪”。阿龙纳斯教授是一名生物学家,他收到美国海军邀请捕捉海怪的信,于是,他和仆人一起加入了林肯号远征队。
在船上,教授结识了捕鲸大王尼德·兰。许多天过去了,“海怪”并无踪影,正当人们快失去耐心时,“海怪”出现了,教授与其仆人、尼德·兰三人被绑架。被迫“加入”了鹦鹉螺船员的行列。
这潜艇在太平洋中前行,他们跟尼摩船长在海底森林打猎,收获颇丰;他们又在陆地上生活了几天,无意招惹了土著人,但他们群策群力,成功虎穴逃生,又开始了神奇的海洋之旅。
“鹦鹉螺”号一路向西来到了神秘的印度洋。教授三人看到了美丽的珊瑚王国,并在这里厚葬了一个西去的水手。
潜艇全速行驶,来到了珠母沙洲。艇长带着他们三个人见识了一颗椰子般大的珍珠。参观完毕后:他们在海中漫步,发现了遇到鲨鱼袭击的采珠人,艇长义无反顾地出击与尼德·兰斩杀了大黑鲨,救下了采珠人,还送给采珠人一袋珍珠。
2月6日,潜艇驶入了红海。尼德·兰捕捉了一只大海牛,几天后,船驶驶进了地中海。大家观赏到了海底喷火的奇景。
几天后,潜艇驶入了大西洋,尼德兰本准备逃脱,但无奈计划破产。后来,尼摩艇长在大西洋内捞煤,补充了船行驶中消耗的资源,他们还见识了大西洋洲。
3月13日夜里,潜艇驶入南极,为了拯救长须鲸,与抹香鲸开始了血战,大获全胜。在潜艇缺氧的情况下,尼摩庭长带领艇员在冰面面敲出大洞,全船人得以获救。
在北极,尼摩庭长因为想要复仇而袭击了战舰,教授,他们三人在在后趁乱逃出了潜艇,将秘密公诸于事。