1866年，有人以為在海上見到了一條獨角鯨，法國生物學家阿龍納斯最後發現那是一艘名為諾第留斯號的潛艇，並且帶著僕人康塞爾和一個捕鯨手，跟隨尼摩船長乘坐這艘潛艇在海底做了兩萬里的環球探險旅行。尼摩是個不明國藉的神秘人物，他在荒鳥上秘密建造的這艘潛艇不僅異常堅固，而且結構巧妙，能夠利用海洋來提供能源。阿龍納斯通過一系列奇怪的事情，終於了解到神秘的尼摩船長仍與大陸保持著聯繫，用海底沉船里的千百萬金銀來支援陸地上人們的正義戰爭。