Deux savants, Standish et Moshu, partent sur la demande du grand professeur Boren poser au fond des mers, à bord d'un sous-marin ultra-moderne, des détecteurs d'éruptions volcaniques. Avec eux, un équipage de savants : Phil Walker, électronicien ; Charles Stohl, spécialiste des carburants pour plongées ; Henry Hilliard, géologue ; Margaret Hampford, biologiste. L'objectif : mener à bien la mission scientifique, ce à quoi s'emploient les savants. Mais il faut faire face à d'autres difficultés : combattre un monstre marin, sortir « l'Hydronaute » d'un fond où il s'est enlisé à la suite d'une secousse sismique, etc. D'autant que des incidents d'ordre sentimental sont intervenus à propos de Margaret : Walker, qui l'a aimée jadis, se dresse contre Hilliard et Mosby qui en sont, à leur tour, tombés amoureux. Enfin, après diverses péripéties, le sous-marin, coupé en deux, réussit à faire surface. La science s'est enrichie de nouvelles expériences, Margaret a trouvé le bonheur avec Mosby.