故事並不複雜：主要講述諾第留斯號的故事。1866年，有人以為在海上見到了一條獨角鯨，法國生物學家阿龍納斯最後發現那是一艘名為諾第留斯號的潛艇，並且他和僕人康賽爾和一個捕鯨手尼德蘭，被尼摩船長囚禁在這艘潛艇做了海底兩萬里的環球旅行。
作者那個時代還沒有那種潛水艇，但在小說發表數年後，潛水艇被發明出來了，與小說所述大同小異，這是怎樣的預見力，怎樣豐富的知識底蘊啊！
片段：
阿龍納斯希望：“如果尼摩船長老是居住在他所選擇的海洋中，但願所有仇恨都在這顆倔強的心中平息！……但願他這個高明的學者繼續做和平的探工作！”
潛艇駛過被稱為風暴之王的大西洋暖流，來到了一艘法國愛國戰艦沉沒的地點。尼摩滿懷激情地講述了這艘“復仇號”戰艦的歷史。這引起阿龍納斯的注意，把尼摩船長和他的同伴們關閉在諾第留斯號船殼中，並不是一種普通的憤世情緒，而是一種非常崇高的仇恨。那一夜在印度洋上，它不是攻擊了某些船隻嗎？那個葬在珊瑚墓地的人，不正是諾第留斯號引起的衝突的犧牲者嗎？而在所有的海面上，人們也正在追逐這可怕的毀滅性機器！
當諾第留斯號慢慢回到海面上來時，便有爆炸聲發出：有艘戰艦正向諾第留斯號發動攻擊。尼摩船長決心把它擊沉。阿龍納斯試圖勸阻，但船長說：“我是被壓迫，瞧，那就是壓迫者！由於他，所有一切我熱愛過的，尊敬過的，所有一切我熱愛過的，尊敬過的，祖國、父母、愛人、子女他們全死亡了！所有我仇恨的一切，就在那裡！”船長不願這艘戰艦的殘骸跟“復仇號”的光榮殘骸相混，他把戰艦引向東方。第二天，可怕的打擊開始了！諾第留斯號故意讓敵人接近，再在推進器的強大推動下，用那厲害的沖角對準戰艦浮標線以下的薄弱部位，從它身上橫穿過去！瞬間，戰艦船殼裂開，繼而發生爆炸，迅速下沉。它的桅檣架滿擠著遇難人。然後，那黑沉沉的巨體沒入水中，跟它一起，這群死屍統統被強大無比的漩渦捲走……
尼摩船長是一個頭腦冷靜、沉著而又機智的充滿智慧的工程師。他不是關在書齋之中和溫室里經不起風吹雨打的科學家，而是一個在反抗殖民主義鬥爭的烈火中成長起來的民族志士。他蒐集海底金銀財寶，支援被壓迫民族的正義鬥爭。當祖國淪為殖民地後，他帶領少數志同道合的人潛入海底，用反抗的行動和不滿的言論，支持和喚醒被壓迫民族反抗殖民統治的鬥爭。凡爾納借尼摩艇長之口譴責了殖民主義者在印度次大陸的野蠻的擴張行為。雖然覺得他似乎是個與世隔絕的心如死灰的隱士，然而從他內心深處迸發出的熾熱的感情，表明他是一個時刻關注著世界政治風雲的科學戰士。