这个故事讲的是一个叫阿龙纳斯的教授科学家,得知了一个海怪事件,并收到了“林肯”号科考船的邀请,与他们一起去捉海怪。与他随行的还有他的仆人康赛尔。在船上他们认识了捕鲸大王尼德。兰。在途中“林肯”号遭到了海怪的袭击,沉船了。只有他们三个人幸存了下来,并且落到了一艘潜艇上,被水手抓进了潜艇。在潜艇上他们见到了潜水艇艇长尼莫。尼莫艇长允许他们一起随行,但是限制他们在潜艇上自由活动。尼莫艇长带他们参观了这艘叫鹦鹉螺号的潜艇。潜艇非常精致,里面有好多房间,挂着很多名家的画,仓库里全是奇珍异宝,还有一个很大的图书馆,里面摆着成千上万本书。
他们随着潜艇一起参观了海底的美景,看到了稀有的鱼类,一般只能在博物馆见到,比如中国箭鱼,中国鲤鱼等。经过这次海底冒险之后,尼莫艇长又有好几天没有出现了。但突然阿龙纳斯收到一封信,信上说尼莫艇长想和阿龙纳斯教授以及他的同伴一起去打猎。他们接受邀请同意前往。等见到尼莫艇长的时候,他却说他们是要去海底森林打猎。尼德。兰得知不是在岛上打猎,便放弃不去了。他们换上潜水服,下到海底开始打猎。海底里有很多美丽的植物和动物,有珊瑚,贝壳,像星星一样的海星。他们打猎的收获也不错,猎捕到了一直信天翁,还有很多很多美味。在打猎时候他们hai发现了一艘沉没的船,上面有一个妇女抱着孩子。他们还到了万尼科罗群岛。在岛上他们遭到土著人的攻击,他们狼狈地逃回潜艇。他们到了印度洋,发现了采珠场。在采珠场的旁边的海里他们发现了一个巨大的贝壳,里面有一个椰子那么大的珍珠。他们在一个海底通道里发现了一只凶残的海牛,进行了搏斗。他们还到了南极海域。他们潜入海底之后,他们发现了一个问题,因为通向海面的水已经结冰,他们现在出不去了。在海底航行了几个小时以后,他们终于发现了冰面上有一个没有封住的出口。刚出海面他们又被一艘敌对船只发现了。经过一番搏斗,他们两艘船都各有死伤。在紧要关头,鹦鹉螺号发出了一个炮弹,把敌对船只击沉了。那天晚上尼德。兰,阿龙纳斯,康赛尔商量一下,他们准备逃离这个鹦鹉螺号潜艇。他们乘着小木舟逃离了鹦鹉螺号,但是途中遭遇了暴风雨,被卷上了一个小岛。在那个岛上生活了一段时间,他们再次返回了法国。