En 1865, au cours du siège de Richmond, le capitaine Cyrus Harding, prisonnier des confédérés, tente et réussit une évasion en ballon avec deux soldats, Herbert Brown et Neb ainsi qu'avec le journaliste Gideon Spilett. Le ballon sera piloté par un soldat rebelle, le sergent Pencraft. Bientôt éclate une violente tempête. Le ballon échoue près d'une île du Pacifique. Tous parviennent à y prendre pied, sauf Harding qui a disparu Un énorme crabe attaque Neb. Un geyser bouillant se trouvera opportunément propice à cuire le crabe qui régalera les naufragés. Mais une plante carnivore, des abeilles énormes, une araignée géante sont autant de périls divers que devront affronter les malheureux Un jour, une barque s'échoue sur le rivage. Deux femmes évanouies, la marquise Mario Labrino de Séville et sa nièce Elena, se joignent aux naufragés A quelque temps de là, une caisse pleine de médicaments, d'outils, contenant sextant et compas, est découverte sur la plage. La lettre N figure sur les instruments de navigation. Bientôt les naufragés comprendront qu'ils sont en présence des restes du Nautilus qui disparut corps et biens, huit ans auparavant Délivrés des pirates, qui venaient les attaquer, par le capitaine Nemo lui-même, les naufragés aident ce dernier à renflouer le Nautilus immobilisé sur un fond marin. Le capitaine Nemo apprend à ses nouveaux amis que les créatures gigantesques qui peuplent l'île sont le résultat de recherches patientes pour combattre la famine dans le monde ! Le capitaine Nemo marie Elena et Herbert. Mais le volcan qui grondait entre soudain en éruption. Tous se mettront à l'abri sur le Nautilus, à l'exception de Nemo, et regagneront la pleine mer.