Les parents du petit Nemo partent au théâtre. Il reste seul avec son singe en peluche et Benjamin, le serviteur, qui lui promet une histoire merveilleuse dans laquelle Zorro croisera le fer avec E.T. Bientôt Nemo se retrouve dans un ascenseur et, propulsé dans l'espace, atterrit sur un sol inconnu. Monkey, un singe géant, et Cunégond, un adolescent à l'esprit épais, le recueillent dans un sous-marin échoué. A travers un périscope, Nemo assiste au naufrage d'un navire. Il sauve la vie de l'unique rescapée, Alice, princesse de Yonderland. Tous deux partent à la découverte des environs afin de trouver le moyen de regagner leur planète. Ils rencontrent Boris, un Russe blanc, qui tente par ses exploits de guérir la neurasthénie de sa soeur Duchka; ils assistent à un combat entre Zorro et des cavaliers fantômes. Alice se laisse séduire par le charme sécurisant du héros légendaire. Déçu, Nemo sollicite les talents de magicien de Mr Rip pour atteindre rapidement l'âge adulte. Une fois transformé, Nemo gagne l'amour d'Alice, au grand désappointement de Zorro. Celui-ci se venge en tuant Rals-Akraï, une troublante extra-terrestre qui avait promis d'emporter les amoureux au pays de leur rêve. Pendant un duel entre Nemo et Zorro, les habitants de Yonderland retrouvent Alice et la ramènent à ses sujets. Nemo croit son amour à jamais perdu lorsqu'il découvre dans le sous-marin la carte du chemin de Yonderland...