1866年，当时航海的人们发现了一只所谓独角鲸的大怪物，阿龙纳斯接受了邀请并参加捕捉行动，却不幸在捕捉过程中与其仆人康塞尔掉入水中，意外游到了这只怪物的背上。后来得知这只惊动一时的独角鲸原来是一艘构造奇妙的潜水船。潜水船是尼摩船长命人在大洋中的一座荒岛上秘密建造的，其船身坚固，利用海洋发电。尼摩船长邀请阿龙纳斯做海底旅行，他们从太平洋出发，途经珊瑚岛、印度洋、红海、地中海，然后进入大西洋，看到许多罕见的海生动植物和水中奇景。最后，当潜水船到达挪威海岸时，阿龙纳斯不辞而别，把他所知道的海底秘密公之于世。