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1868年，一只海怪在太平洋上攻击船只的传闻，让水手们产生了忧虑和恐惧，并破坏了航道。几个月的搜寻后，海怪被发现。虽然战舰用大炮向它射击，但海怪依然猛撞了它。阿龙纳斯和尼德·兰掉下了船，康塞尔在阿龙纳斯之后也跳下去。燃烧的战舰显得很无助，它静静地漂泊，当船下的乘客大叫着求助时，船上没有一人回答。三个人在海上漂泊着，最终发现了一艘看起来古怪的金属船，他们认识到海怪是人造的，又空寂无人的潜艇。在里面，阿龙纳斯发现个观望窗，看见了水下葬礼。潜艇的船员回到他们的船上，俘获了这些遇难者。船长介绍他自己叫尼摩，‘鹦鹉螺’号的主人。他送还尼德·兰和康塞尔到甲板上，然而出于对阿龙纳斯的工作和研究的赏识，他愿意给予机会让他留下。当尼摩决定阿龙纳斯要与同伴一起死的时候，他又允许尼德·兰和康塞尔来到‘鹦鹉螺’号上。尼摩带阿龙纳斯到英国的罪犯流放地——庞蒂岛上（依据原著，尼摩是印度人，应受到是英国的侵略）。尼摩揭示了他曾经是这里的囚犯，包括他所有的船员。囚犯装载着军火船。‘鹦鹉螺’号撞击了战船，摧毁了它的货物，杀死了船员。痛苦的尼摩告诉阿龙纳斯，他的行为是拯救在战争中成千死的人。他还揭露了这个“讨厌的国家”在企图迫使他交出‘鹦鹉螺’号的秘密不得逞时，就把他的妻子和儿子折磨到死。尼德·兰发现了尼摩的秘密基地——火山岛的位置，用瓶子释放消息，希望有人能找到他们，使他脱离束缚。在新几内亚岛的海岸，‘鹦鹉螺’号搁浅在暗礁上。当尼摩允许尼德·兰和康塞尔上岸采集标本时，尼德·兰很高兴。尼德·兰独自下船，探索逃离的林阴道。然而他跪在池边喝水时，他看见了在桩上成百的人头。意识到危机，尼德·兰逃命，返回到康塞尔那，之后食人族追捕到‘鹦鹉螺’号处。尽管尼摩停留在搁浅地，但他一点都不关心。他利用电荷在船壳上流通把食人族从船上击退。尼摩对尼德·兰不遵守他的命令感到狂怒，把他禁闭到潜艇的牢房。一艘战舰接近了，向‘鹦鹉螺’号开炮。潜艇下降到深海，吸引了一只章鱼、当‘鹦鹉螺’号接近火山岛时，岛屿被战舰包围，军队正汇聚在他的隐匿处。尼摩上岸时，尼德·兰试图显示出他是瓶装信息的发出者。阿龙纳斯知道后十分狂怒，确定尼摩要摧毁他发现的所有事物。尼摩在他的隐匿处安装炸药，但在返回‘鹦鹉螺’号时背后中弹。之后随意地驾驶潜艇离开火山岛，尼摩宣布“这是‘鹦鹉螺’号最后一次下潜。”尼摩的船员决定与他们的船长一起死。阿龙纳斯、康塞尔和尼德·兰被禁闭到他们的船舱。‘鹦鹉螺’号的水手也在尼摩的指示下撤回他们的船舱。尼德·兰反抗，试图使‘鹦鹉螺’号浮出水面，在这个过程中它撞上了礁石。尼摩蹒跚着来到观望窗，在死之前看了一眼他热爱的大海。阿龙纳斯试图取回他记满大量航海的日记，但是他们逃生的紧急迫使尼德·兰打晕了他，把他运出。在爆炸的时刻他们见证了火山岛的摧毁。当‘鹦鹉螺’号消失在波涛中时，尼摩的最后几句话在阿龙纳斯响起：“未来总是充满着希望。当世界准备迎来全新更好的生活时，这些就成为过去。”
