Fabuła rozpoczyna się, gdy na morzach pojawia się tajemniczy „potwór morski”, siejący postrach wśród żeglarzy i uszkadzający statki. Wysłana w celu zbadania i zniszczenia zagrożenia ekspedycja, w skład której wchodzą francuski profesor zoologii Pierre Aronnax, jego wierny służący Conseil i doświadczony harpunnik Ned Land, odkrywa, że domniemany potwór jest w rzeczywistości zaawansowanym, jak na tamte czasy, okrętem podwodnym o nazwie „Nautilus”. Cała trójka zostaje wzięta do niewoli przez enigmatycznego dowódcę jednostki, kapitana Nemo, człowieka, który z własnego wyboru odciął się od cywilizacji i postanowił żyć w całkowitej izolacji pod wodą.