Во второй половине XIX века на глаза мореплавателям стал попадаться необычный объект, превосходящий кита скоростью и размерами. Газеты, а вслед за ними и учёные, заинтересовались неизвестным животным. Профессор Ароннакс (Pierre Aronnax), его слуга Консель (Conseil [консей] — совет) и гарпунёр Нед Ленд (Ned Land), отправившиеся на охоту за «неведомым животным» на корабле «Авраам Линкольн» , попадают на борт единственной в мире подводной лодки «Наутилус» , переживая на протяжении семи месяцев приключения во всех океанах земного шара (кроме Северного Ледовитого) . Экипаж лодки — капитан Немо (лат. Nemo — Никто) и его молчаливые матросы, навсегда отрёкшиеся от человеческого общества, но сочувствующие и даже помогающие угнетённым народам.
Впоследствии — после долгого кругосветного путешествия в морских глубинах, во время которого герои нашли руины Атлантиды, сражались с акулами, кашалотами и полчищами спрутов, а также преодолели льды Южного полюса, — судно попадает в Мальстрём, мощный водоворот. Ароннакс и его друзья чудом спасаются, и последняя глава романа оканчивается размышлениями Ароннакса о сложной судьбе капитана Немо и вопросом, вершит ли до сих пор загадочный капитан свои возмездия, мстя всему миру.