Per liberare gli oceani da un mostro marino di proporzioni grandiose, gli Stati Uniti mandano la fregata di gran corso “Abraham Lincoln”, e a partecipare alla spedizione è invitato anche il naturalista francese Aronnax, il quale s’imbarca insieme al fedele servo Conseil. Arrivata in vista del mostro di cui va a caccia, la nave per poco non è sommersa, e una formidabile ondata travolge lo scienziato, Conseil e il fiociniere Ned Land, i quali si trovano gettati su quello che credono il dorso del mostro e che è invece la corazza del sottomarino “Nautilus”.
Essi vengono ospitati nell’interno, dove vivono per dieci mesi. Sia l’equipaggio sia il capitano Nemo ideatore del “Nautilus” sembrano uomini esclusi dal consorzio umano da una feroce misantropia. Con loro, passano sotto l’istmo di Suez non ancora tagliato, vedono la misteriosa città di Atlantide, le antiche navi inabissate con i loro tesori, combattono contro i cannibali e contro polipi giganteschi, cacciano nelle selve sottomarine e assistono a un funerale in un cimitero di coralli.
Alla loro disperata nostalgia di tornare sulla terra si aggiunge l’orrore per il loro ospite, il giorno in cui il capitano Nemo fa colare a picco una nave con tutto il suo equipaggio. A questo punto qualche allusione alla storia del capitano Nemo fa capire come egli sia un principe indiano che, colpito dagli inglesi nei suoi cari e spodestato, ne perseguita con il suo odio le navi.
Finalmente Ned Land, Conseil e il professor Aronnax sono strappati al sottomarino dal Maëlstrom col battello dove si erano imbarcati per fuggire, e, salvi per miracolo, approdano in una delle isole Lofoten, da dove passeranno in Francia.
Il libro, fra i più belli di Verne, è scritto con sorprendente fantasia drammatica. La figura del capitano Nemo, che piange davanti al ritratto di una giovane donna e di due fanciulli, dopo avere assistito al naufragio della nave ordinato da lui, vendicatore spietato di torti sanguinosi, odiatore del genere umano, che fornisce lingotti d’oro ai greci insorti e pianta la sua nera bandiera sul Polo Sud conquistato, è vivissima, tracciata con tutte le penombre dell’eroe romantico e non manca di qualche tratto di quel superuomismo caro alla letteratura del tempo.»
