故事發生在1866年，法國人阿龍納斯，一位生物學家，應邀赴美參加一項科學考察活動。這時，海上出了個怪物，在全世界鬧得沸沸揚揚。科考活動結束之後，生物學家正準備束裝就道，返回法國，卻接到美國海軍部的邀請，於是改弦更張，登上了一艘驅逐艦林肯號，參與“把那個怪物從海洋中清除出去 ”的活動。 經過千辛萬苦，“怪物”未被清除，驅逐艦反被“怪物”重創，生物學家和他的僕人康賽爾以及為清除“怪物”被特意請到驅逐艦上來的一名捕鯨手尼德蘭，都成了“怪物”的俘虜！結果發現“怪物”是一艘尚不為世人所知的潛水艇，名“諾第留斯”（“鸚鵡螺”）號。 潛艇對俘虜倒也優待；只是，為了保守自己的秘密，潛艇艇長尼摩從此永遠不許他們離開。阿龍納斯一行別無選擇，只能跟著潛水艇周遊各大洋。十個月之後，這三個人終於在極其險惡的情況下逃脫，生物學家才得以把這件海底秘密公諸於世。
