In den Jahren 1866 und 1867 häufen sich auf allen Weltmeeren rätselhafte Schiffsunglücke. Die Presse spekuliert, ein bislang unbekanntes Seeungeheuer oder aber ein „Unterwasserfahrzeug mit außerordentlicher mechanischer Kraft" habe die Schiffe zum Kentern gebracht. Der französische Professor Pierre Aronnax, Autor eines Werkes über „Die Geheimnisse der Meerestiefen", vermutet einen gigantischen Narwal als Ursache. Wegen seiner Expertise als Meereskundler wird er gebeten, sich einer Expedition zur Klärung der Vorgänge anzuschließen, und so sticht Arronax in Begleitung seines gleichmütigen Dieners Conseil an Bord der Fregatte "Abraham Lincoln" in See. Als das Schiff kentert, werden Arronax, Conseil und der kanadische Harpunier Ned Land ins offene Meer gespült, finden aber überraschend auf der Oberfläche eines geheimnisvollen Objekts mitten im Ozean festen Boden unter den Füßen... Als Passagiere wider Willen beginnt für die Gefährten eine unglaubliche Weltreise in den Tiefen der Meere.