在1868年，航運界傳言南海出現破壞船只的海怪，各國政府被迫派遣軍艦維護航道安全并調查真相。調查艦遭不明怪物撞沉后，阿洛亞斯教授、助手康索及魚叉手尼德藍被神秘的鸚鵡螺號核子潛艇救起。該艦由尼莫艦長指揮，專門擊沉運載軍火的各國戰艦。出于對阿洛亞斯學術成就的敬重，尼莫將其視為上賓，并允許三人隨行返回瓦康尼亞基地。旅途中潛艇深入海底探索，其動力系統源于獨特的海底貂殖技術令教授驚嘆不已。魚叉手尼德藍多次試圖逃離，最終在荒島被食人族逐出后，秘密將基地坐標裝入瓶中信件送出。當鸚鵡螺號抵達瓦康尼亞島時，各國軍艦已包圍基地。尼莫啟動自毀程序引發核子爆炸摧毀基地，自己亦身受重傷，在生命的最后時刻將潛艇駛入海底墳場徹底破壞。