主要情节：
在1866年，当时海上发现了一只被断定为独角鲸的大怪物，阿龙纳斯教授接受邀请，参加追捕，在追捕过程中不幸落水，泅到“怪物”的脊背上，其实这“怪物”不是什么独角鲸，而是一艘构造奇妙的潜艇。
阿龙纳斯教授和他的伙伴们（仆人康塞尔及水手尼德·兰）与潜艇艇长尼摩船长一起海底旅行。他们从太平洋出发，经过珊瑚岛、印度洋、红海、地中海，进入大西洋，甚至还去了南极，看到许多罕见的海生动植物和水中的奇异景象，又经历了许多危险。
最后，当潜水船到达挪威海岸时，阿龙纳斯和他的伙伴们逃走，把他所知道的海底秘密公布于世。
尼摩船长粗暴地把阿龙纳斯及其同伴们禁闭在小房间里，并强迫他们入睡。翌日，阿龙纳斯醒来，尼摩船长请他治疗一个身受重伤的船员。船员不治身死。尼摩船长哀痛地带着送葬队伍，把死者埋在海底的珊瑚树林里。
经过千辛万苦，“怪物”未被清除，驱逐舰反被“怪物”重创，阿龙纳斯和他的仆人以及为清除“怪物”被特意请到驱逐舰上来的一名捕鲸手，都成了“怪物”的俘虏。
