A história do biólogo marinho Pierre Aronnax, que se junta a uma expedição americana para encontrar o monstro responsável pelos naufrágios, desaparecimentos e devastação que tem percorrido os mares.
Quando ele e dois dos seus colegas são arrastados borda fora durante um ataque, descobrem que o monstro é, na realidade, o Nautilus, um submarino de tecnologia extremamente sofisticada. São feitos reféns pelo capitão do navio, Nemo, e partem numa viagem para explorar as vastas e intermináveis maravilhas do mundo subaquático.
O Capitão Nemo é amável, mas implacável também. O professor Aronnax junta-se à expedição e exploram diferentes oceanos, descobrem espécies incríveis e cidades em ruínas. Caçam tubarões e combatem polvos gigantes, não se apercebendo que é Nemo que constitui a maior ameaça, pois move-se segundo um único objetivo, que prevalece sobre quaisquer princípios: a vingança.