Em absoluto segredo o Capitão Nemo consegue criar um submarino, o Náutilus, completamente autónomo do meio terrestre e movido
a electricidade. Ele e a sua tripulação cortam relações com a
sociedade e vivem debaixo de água, aproveitando tudo o que o mar lhes dá como comida e matéria prima para a produção de electricidade. Porém, a certa altura, intencionalmente ou não, o Nautilus começa a fazer estragos em navios e outras embarcações. Passa a ser temido pelos homens, que, até aí, desconheciam a sua existência e imaginam tratar-se de um monstro marinho ao qual decidem dar caça. Juntamente com a tripulação de um navio da marinha norte-americana, Abraham Lincoln, partem o professor Aromax,um naturalista francês, o seu criado Conselho e um arpoador exímio canadiano, Ned Land que vão tentar caçá-lo e libertar os mares de tal criatura. No entanto, em confronto com o Náutilus o navio fica de tal forma danificado que se torna impossível seguir viagem. Aromax, Conselho e Ned Land são atirados ao mar e recolhidos pelo submarino onde, embora prisioneiros, podem andar à vontade. Depois disso o Náutilus continuou a percorrer milhares de léguas
submarinas, passando por variadíssimos lugares e peripécias.