1866年，出现了一只让人不可思议的海怪，据说它很大且速度很快，人们为这件事争论不休，就在这时一艘英国的客船受到了海怪的攻击，人心也变得惶惶。因为在那艘船上有一个硕大的洞，这个洞很规整且有30多mm厚。从此海怪的名声家喻户晓，传遍了世界各地。

为了保证海上交通安全，美国海军部派出“林肯”号驱逐舰，组成远征队，去寻找并除掉这个“海怪”。法国巴黎自然博物馆，生物学教授阿尤纳斯，受邀参加远征队考察。

他们从纽约出发，绕过南美洲，进入太平洋，经过几个月的海上搜寻，一直没有找到“海怪”。正在他们垂头丧气，准备返航时，发现了一个长长的黑色物体露出海面，海面上留下一行白得耀眼的浪迹。“林肯”号全速追上去，但那怪物你快它也快，始终保持着一定的距离。船长气得不行，下令开炮。炮弹打到“怪物”身上，直接滑到了海里。

天黑了，“怪物”停在了水面上。为了不惊动它，“林肯”号也停了机，靠惯性慢慢跟上去。只有20米了，捕鲸能手尼德举起鱼叉，使劲投了出去，像是碰到坚硬的壳体，发出响亮的声音。只见“怪物”发怒地冲过来，撞得“林肯”号剧烈摇晃，阿尤纳斯和他的仆人康塞尔，还有尼德被抛下了大海。“林肯”号落荒而逃。

他们在海里挣扎着，游到了“怪物”背上。这哪是什么动物，分明就是一艘巨大的潜艇。过了一阵，潜艇启动了，一边前行，一边慢慢往下沉。三人慌了神，使劲敲打外壳。终于舱盖打开了，出来几个人，把他们押进了舱里。

这艘潜艇叫“鹦鹉螺”号，尼摩船长开始把他们当敌人。后来了解到，他们只不过是在追逐，捉拿“海怪”，并不是要消灭“鹦鹉螺”号。同意把他们留下，作为乘客，一起行动。

潜艇到了太平洋腹地的一座小岛，叫克利斯波岛。尼摩船长邀阿尤纳斯教授去海底打猎。他们穿上潜水服，带上特制的枪，走在海底的沙滩上。阳光斜射海面，经过海水的折射，给海底的岩石、植物、贝壳和珊瑚染上了缤纷的七彩，相互交融着、变换着，美不胜收。到了100米深的海底，阳光不再明亮，只是隐约可见。成群的鱼儿在身边游来游去。最后，船长打到一只水獭，皮毛十分漂亮。

一次，“鹦鹉螺”号在靠近新几内亚的一个小岛附近，触礁搁浅了。要等到满月涨大潮，才能退出来。这期间，他们受到土著人的围攻。土人拿着弓箭长矛，趁着退潮，向潜艇围过来，足足有五六百人。阿尤纳斯教授脸都吓白了，尼摩船长说：“不用怕，我有办法”。有20几个胆大的土人爬上了潜艇，结果刚接触到扶梯，就一个个，大叫一声被打到海里。原来是尼摩船长在扶梯上通了高压电。

“鹦鹉螺”号从太平洋，驶到了印度洋的锡兰岛附近，这里的珍珠举世闻名。阿尤纳斯教授在尼摩船长的带领下，去参观采珠。每年这个时节，都有许多人来这里采珠。