在19世纪中叶，法国自然科学家阿龙纳斯教授受邀参加一项秘密任务，调查海面上频繁出现的神秘“海怪”。在追捕过程中，他意外发现这并非普通的海洋生物，而是一艘名为“鹦鹉螺号”的先进潜艇。这艘潜艇由神秘的尼莫船长驾驶，他是一位拥有非凡智慧和勇气的人。

阿龙纳斯教授与他的忠实仆人康塞尔以及鱼叉手尼德·兰被俘获，并被迫随潜艇进行了一场前所未有的海底探险。他们从太平洋出发，穿越印度洋、红海、地中海，最终抵达大西洋。在这段旅程中，他们目睹了无数令人惊叹的海底奇观，包括五彩斑斓的珊瑚礁、沉没的亚特兰蒂斯古城以及丰富的海洋生物群落。

然而，这场冒险并非一帆风顺。潜艇遭遇了冰山封路、章鱼袭击等险境，每一次都考验着船员们的智慧与胆量。尼莫船长虽然表面上冷酷无情，但内心却充满了对自由和正义的追求。他在海底建立了一个隐秘的世界，远离陆地上的纷争与腐败。

随着故事的发展，阿龙纳斯逐渐了解到尼莫船长的真实身份及其复杂的过去。原来，尼莫是一个反抗压迫的斗士，他利用潜艇的力量打击那些伤害无辜人民的敌人。然而，这种复仇行为也让阿龙纳斯陷入矛盾之中，他既钦佩尼莫的勇气，又担忧这种极端的方式可能带来的后果。

最终，在一次激烈的冲突后，阿龙纳斯等人成功逃脱潜艇并返回陆地。而尼莫船长则选择继续留在海底，追寻属于自己的和平与自由。这部小说通过扣人心弦的情节和丰富的人物刻画，展现了人类对未知世界的探索欲望以及对正义与和平的不懈追求。