1、故事的起因是1866年所发生的一件闹得满城风雨的怪事。在海上发现了一头大“海怪”，并有船只遭到“海怪”的袭击。出于对航海安全的考虑，由美国派遣了一艘战舰对“海怪”进行追逐。结果，追逐怪物的战舰反被怪物追逐，并遭到“海怪”的凶猛袭击。阿龙纳斯和他的两位同伴落水，被“海怪”所救，此后便跟随“海怪”周游四海，探尽海底秘密，历尽艰辛和风险。最后，大家因不堪海底世界过于沉闷的生活，又设法逃走，重回陆地。

2、法国人阿罗纳克斯，一位博物学家，应邀赴美参加一项科学考察活动。其时，海上出了个怪物，在全世界闹得沸沸扬扬的科考活动结束之后，博物学家正准备束装就道，返回法国，却接到美国海军部的邀请，于是改弦更张，登上了一艘驱逐舰，参与“把那个怪物从海洋中清除出去”的活动。

3、经过千辛万苦，“怪物”未被清除，驱逐舰反被“怪物”重创，博物学家和他的仆人以及为清除“怪物”被特意请到驱逐舰上来的一名捕鲸手，都成了“怪物”的俘虏！“怪物”非他，原来是一艘尚不为世人所知的潜水艇，名“鹦鹉螺”号。

4、潜艇对俘虏倒也优待；只是，为了保守自己的秘密，潜艇艇长内莫从此永远不许他们离开。阿罗纳克斯一行别无选择，只能跟着潜水艇周游各大洋。十个月之后，这三个人终于在极其险恶的情况下逃脱，博物学家才得以把这件海底秘密公诸于世。