Estamos en mitad del S.XIX. Existe una leyenda según la cual ya no es seguro navegar debido a que un monstruo gigante con forma de ballena destroza los barcos y mata a su tripulación. Ante este rumor, EEUU decide llevar a cabo una misión para dar con el temido esperpento y acabar de una vez por todas con el temor. En el buque enviado para la expedición viajan Aronnax (Paul Lukas) y Conseil (Peter Lorre), su ayudante. Después de varios días en alta mar, el equipo es atacado por la bestia y muchos tripulantes mueren. Solo los supervivientes tendrán acceso a la verdad. Éstos son recogidos por una enorme nave con capacidad para sumergirse llamada Nautilus, dirigida por el capitán Nemo (James Mason). Los nuevos visitantes conocen todos los secretos de tan desconocido artilugio, responsable de sembrar el desconcierto entre los marineros, pero nunca más podrán salir de él.
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