1860년 프랑스인 피에르 애로낙스는 공해에서 배를 침몰시키는 바다괴물의 정체를 밝히는 일에 착수한다. 자신이 내세운 가설은 자기 아버지를 포함하여 다른 유명 과학자들의 조롱을 사지만 피에르는 목숨이라도 걸 각오까지 되어있다. 피에르는 배가 공격받아 동료들과함께 위험에 처하지만 얼마후 자신이 난생처음보는 물체, 즉 최초의 잠수함 '노틸러스' 내에 있다는 것과 함장인 네모를 발견하고 아연실색한다. 괴벽스럽고 포악한 네모는 인간이 상상조차 할 수 없었던 놀라운 해저 세계를 보여준다. 한편, 함께 난파되었던 피에르의 동료 웨일러는 노틸러스를 탈출하고 네모를 파멸시킬 계획을 세우는데.