I 1866 kommer det stadig flere meldinger om at et gigantisk sjømonster med horn synker skip ute på det åpne hav. Professoren Arronax (Paul Lukas), hans assistent Conseil (Peter Lorre) og hvalfangeren Ned Land (Kirk Douglas) drar sammen på en ekspedisjon for å løse myseriet som lenge har herjet på havene. Ekspedisjonen får et ublitt møte med sjømonsteret da det renner dem i senk. Til sin forbauselse oppdager de at sjømonsteret i virkeligheten er en mekanisk undervannsbåt konstruert og ført av den geniale Kaptein Nemo (James Mason). De skipbruddene blir reddet og tatt om bord, og etterhvert får de en forklaring på hvorfor Nemo renner skip i senk på havet.