Eine ganze Reihe von Kriegsschiffen sinkt auf mysteriöse Weise - und Gerüchte über ein Seemonster machen die Runde. Um das zu untersuchen, wird ein weiteres Schiff losgeschickt, allerdings wird auch dieses bald angegriffen und von dem vermeintlichen Monster auf den Meeresgrund befördert. Nur der Wissenschaftler Arronax (Paul Lukas), sein Diener Conseil (Peter Lorre) und der Harpunier Ned Land (Kirk Douglas) können sich retten und stellen bald fest, dass es sich bei der Kreatur um das U-Boot Nautilus handelt. Der legendäre Kapitän Nemo (James Mason) sucht unter dem Meeresspiegel nach einer neuen, friedlichen Welt und zerstört dabei sämtliche Schiffe, die für einen kriegerischen Zweck geschaffen wurden. Arronax ist fasziniert, doch Land möchte dem menschenfeindlichen Kapitän entkommen...