《海底两万里1954》的故事始于1868年，当时航运界盛传南海出现神秘海怪袭击船只，引发全球恐慌。各国政府纷纷派遣军舰前往调查并维护航道安全。美国海军特别邀请法国海洋生物学家阿洛亚斯教授、其助手康索以及技艺高超的鱼叉手尼德蓝参与远征。然而他们的军舰在遭遇不明怪物时被撞沉，三人坠海后意外被一艘名为“鹦鹉螺号”的巨型潜艇救起。 　　这艘超前时代的潜艇由充满谜团的尼莫舰长指挥，他仇视战争，专门击沉运送军火的船只。尼莫对阿洛亚斯的学术成就极为敬重，待他如贵宾，却将其他两人视为囚徒。鹦鹉螺号在返航途中带领众人探索瑰丽的海底世界，教授惊叹于潜艇利用海洋资源提供动力的革命性技术。然而尼德蓝始终策划逃跑，在一次登上荒岛时遭遇食人族袭击，狼狈逃回潜艇后仍未放弃逃亡念头。 　　随着旅程深入，尼德蓝发现鹦鹉螺号的基地位于瓦康尼亚岛，便偷偷用漂流瓶向外传递情报。当潜艇抵达基地时，多国军舰已包围该岛。尼莫为阻止军事技术外泄，毅然启动自毁程序引发剧烈爆炸。混战中尼莫身受重伤，临终前他驾驶鹦鹉螺号冲入海底火山口，与这艘凝聚毕生心血的潜艇一同沉入深渊。阿洛亚斯等人则在最后关头获救，将这段传奇经历公诸于世，而鹦鹉螺号的秘密永远葬身海底。