Ένας ιδιόρρυθμος άνθρωπος, ο πλοίαρχος Νέμο, απογοητευμένος από την κοινωνική αδικία, αποφασίζει να ζήσει σ' έναν δικό του κόσμο ναυπηγεί ένα περίεργο πλοίο, τον θρυλικό «Ναυτίλο», που μπορούσε να πλέει κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας, από τη μια άκρη της Γης στην άλλη, και να βυθίζει με το έμβολό του καράβια που αρμένιζαν στους ωκεανούς.
Ναυτικοί και πολίτες σε όλο τον κόσμο, τρομοκρατούνται από αυτό που νόμιζαν όλοι σαν μια τεράστια, άγρια φάλαινα. Τελικά, αποφασίζουν να οργανώσουν ειδική αποστολή για το κυνήγι του τέρατος.

Στην αποστολή παίρνουν μέρος διάσημες προσωπικότητες. Ένας ειδικός σύμβουλος του Ναυτικού, ο καθηγητής Αρονάξ, και ο περίφημος φαλαινοθήρας καμακιστής, Νεντ Λαντ. Οργώνουν τις θάλασσες, χωρίς όμως να αντικρίσουν πουθενά το θαλασσινό τέρας. Όσο περνούν οι μήνες, τόσο οι ναύτες αρχίζουν να δείχνουν σημάδια ανησυχίας. Θέλουν πια να γυρίσουν στην πατρίδα τους. Αλλά όταν είναι πια έτοιμοι να πάρουν τον δρόμο του γυρισμού, ο Νεντ φωνάζει, ξαφνικά, ότι το τέρας έρχεται καταπάνω τους. Και από τη στιγμή εκείνη, αρχίζει η μεγάλη περιπέτεια...