十九世纪六十年代中期，有人在海上见到了一只“海怪”，出于对航海安全的考虑，美国派遣了一艘战舰林肯号对“海怪”进行追逐。法国生物学家阿罗纳克斯教授和他的仆人康塞尔受邀参加了这次追逐行动。结果，追逐怪物的战舰遭到“海怪”的凶猛袭击。阿罗纳克斯教授和他的仆人康塞尔以及一个捕鲸手尼德兰落水，恰巧被海怪所救。此后，他们被不明国际的神秘船长囚禁在一艘潜水艇中，开始了海底两万里环球旅行。在旅行的过程中，他们经历了一次又一次的惊险奇遇，最终，阿罗纳克斯教授和他的仆人以及鱼叉手尼德兰设法逃出了潜艇，回到了陆地……