L’apparition d’une bête monstrueuse en 1866 dans plusieurs mers du globe défraie la chronique. L’animal, rapide, fusiforme et phosphorescent, est responsable de plusieurs naufrages, brisant le bois et l’acier des navires avec une force colossale. De retour d’une expédition dans le Nebraska, Pierre Aronnax, professeur suppléant au Muséum national d’histoire naturelle, émet l’hypothèse d’un narval géant.Les compagnies d’assurances maritimes menacent d’augmenter leurs prix et demandent que le monstre soit éliminé. Une grande chasse est alors organisée à bord de l’Abraham Lincoln, fleuron de la marine américaine, mené par le commandant Farragut. Aronnax reçoit une lettre du secrétaire de la Marine lui demandant de rejoindre l’expédition pour représenter la France. Le scientifique embarque avec son fidèle domestique flamand, Conseil. A bord, ils font la connaissance de Ned Land, harponneur originaire de Québec.
Après des mois de navigation, la confrontation avec le monstre a enfin lieu, et l’Abraham Lincoln est endommagé. Un choc entre le monstre et la frégate projette Aronnax, Conseil et Ned par-dessus bord. Ils échouent finalement sur le dos du monstre, qui n’est autre qu’un sous-marin en tôle armée. Les naufragés sont faits prisonniers et se retrouvent à bord du mystérieux appareil. Ils font alors connaissance du capitaine Nemo, qui refuse de leur rendre la liberté…

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