その島はガーゴイルを首領とする秘密組織ネオ・アトランティスに占領されており、グランディス一味も漂着していた。マリーと出会い、グランディス一味とも協力しグラタンで島を脱出したナディアたちはネモ船長の判断で再びノーチラス号に救出され見習いの乗組員となり、次第にネモとガーゴイルの戦いに巻き込まれていく。
第一部：ノーチラス号編.
ノーチラス号の窮地を救ったグラタンの活躍が認められ、グランディスたちは見習い乗組員として採用されることになる。
そんな中、ネオ・アトランティスの大型潜水艦ガーフィッシュの集中攻撃を受けたノーチラス号だが、逆にガーフィッシュを撃沈。ところが、空中戦艦からガーゴイルの新兵器・スーパーキャッチ光線が発射され、ノーチラス号は空中に引き揚げられてしまう。続いて放射された原子振動砲によって、船体は破壊され絶体絶命の危機に陥る。
海底へと沈んでいくノーチラス号。ネモ船長は乗組員をメインブロックに集め、戦闘ブロックを切り離した。自爆した戦闘ブロックがガーフィッシュを全滅。メインブロックのみになったノーチラス号はガーゴイルの手を逃れた。ネモ船長は、船長室にナディアたちを呼び出した。ナディアたちだけでも助けるために船長室をメインブロックから切り離す。
第二部：無人島編.
突如現れたネオ・アトランティスの空中戦艦。攻撃からジャンたちを守るため、ナディアは捕らわれの身となる。だがガーゴイルは約束を破り攻撃を開始する。逃げるジャンたちは、間一髪のところを謎の小型艇に助けられる。その小型艇から現れたのは、エレクトラだった。彼女に導かれ、たどり着いた先には、赤錆びた鉄屑のような物体があった。
その中には地下トンネルを利用して無事だったネモ船長たちノーチラス号の乗組員がいた。
登場人物.
グランディス一味.
一味のキャラクター造形は、庵野のアイデアで、タイムボカンシリーズにおける三悪パターンの変形版。序盤はナディアとジャンの前に現れ、いつも失敗する三悪と同じような悪人だったが、中盤以降は彼らに協力する仲間になった。
ノーチラス号の乗組員.
ネオ・アトランティス.
メカニック・アイテムなど.
主題歌.
オープニングとアバンタイトルについて.
本編に入るまでの映像構成は、以下の通りである。
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劇場版.
あらすじ（劇場版）.
CD.
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