1868年，航运界盛传南海有海怪会破坏船只，各国政府无奈派遣军舰维护航道安全并调查海怪的真实性。然而，一艘调查舰被不明怪物撞沉，只有阿洛亚斯教授、助手康索和鱼叉手尼德蓝被鹦鹉螺核子潜艇救起。该潜艇由尼莫舰长指挥，他会击沉运载军火的船舰。尼莫因敬重阿洛亚斯的成就，将其奉为上宾。潜艇准备返回瓦康尼亚基地，途中前往深海探索海底世界，这里是潜艇粮食的主要来源。教授对潜艇科技动力源于海底貂殖的技术惊叹不已，但尼德蓝一心想要逃跑，在荒岛上还被食人族驱逐。他还查出了基地位置，用瓶子装信向外传递消息。当潜艇到达瓦康尼岛时，军舰已将基地包围。尼莫破坏基地引发核子爆炸，自己也中弹生命垂危，临死前将鹦鹉螺号驶入海底坟场并加以破坏。