Ένα απειλητικό και μυστηριώδες σκάφος αναδύεται μέσα απ' τα βάθη των ωκεανών. Ο Ναυτίλος, το περιβόητο υποβρύχιο, εμβολίζει ένα πολεμικό πλοίο που το καταδιώκει και τρεις άνθρωποι αιχμαλωτίζονται από τον αινιγματικό κυβερνήτη του σκάφους, τον πλοίαρχο Νέμο. Ο καθηγητής Αρονάξ, ο βοηθός του Κονσέιγ και ο Νεντ Λαντ θα ζήσουν μια περιπετειώδη περιπλάνηση ταξιδεύοντας 20.000 λεύγες κάτω από τη θάλασσα. Το ατελείωτο ταξίδι τους τους φέρνει αντιμέτωπους με θαλάσσια τέρατα και απειλητικά πλάσματα του βυθού, ενώ τα μυστηριώδη σχέδια του πλοίαρχου Νέμο τους οδηγούν στα πέρατα της Γης, εκεί όπου κρύβονται συγκλονιστικά μυστικά.

Οι τρεις σύντροφοι αποκομίζουν πολύτιμες γνώσεις και ζουν πρωτόγνωρες εμπειρίες πληρώνοντας ακριβά όμως το τίμημα της αιχμαλωσίας τους. Απ' τα παγωμένα νερά του Ειρηνικού ως τα πιο εξωτικά μέρη και τα ερείπια της χαμένης Ατλαντίδας, η πραγματικότητα ξεπερνά και την πιο τολμηρή φαντασία.