À la suite d'un tremblement de terre, une station sous-marine, le Sealab, se retrouve perdue dans les fonds marins. Un sous-marin ultra-perfectionné est envoyé à sa rescousse, mais rencontrera de multiples dangers.
1942. Le sous-marin « Dragonfish » de la Marine des États-Unis a pour dangereuse mission de photographier les concentrations de navires japonais qui mouillent dans les eaux du Pacifique. Toutefois, une fois sa mission accomplie, sur le chemin du retour, le « Dragonfish » heurte une mine. Le commandant Jeff Conway a juste le temps de se débarrasser des clichés compromettants avant d’être capturé par les Japonais. Son équipage et lui sont emmenés dans un camp de prisonniers sur une île. Aidé de Karen Philips, l’interprète, Jeff Conway élabore un plan d’évasion pour transmettre les précieux renseignements qui permettront à la marine américaine d’engager la bataille décisive de la mer de Corail.
Le film se déroule pendant la Seconde Guerre mondiale. Des bateaux remorqueurs sont envoyés en mission dans des eaux dangereuses pour secourir des navires alliés endommagés. Un Américain du nom de David Ross se fait confier par le capitaine du premier remorqueur la clef de l’appartement où vit la séduisante Stella. S’il arrivait quelque malheur au vrai propriétaire de la clef, un membre de l’équipage du remorqueur, Ross pourrait se servir de celle-ci.
Le sous-marin Greyfish, pendant la Seconde Guerre mondiale, traque le porte-avions japonais Shinaru, responsable de nombreux dégâts dans les flottes alliées.
Dans les derniers jours de la Seconde Guerre mondiale, le Mount Kyle, un cargo britannique est torpillé par un U-Boot dans le delta de l'Orénoque, un fleuve du Venezuela, et l'équipage est massacré. Murphy, simple cuistot irlandais, est l'un des deux seuls survivants avec un pilote aviateur, le lieutenant Ellis qui est grièvement blessé. Ils trouvent refuge dans une mission dirigée par le Docteur Hayden, une femme médecin quaker, auprès de laquelle est abandonné depuis le début de la guerre Louis Brezon, un ingénieur français travaillant pour une compagnie pétrolière. Ayant intercepté une conversation radio, les Allemands se présentent à la mission, abattent Ellis afin que personne ne retrouve leurs traces et détruisent la radio. Bien décidé à se venger, Murphy répare l'hydravion du lieutenant Ellis et s'en va bombarder le sous-marin. Il le rate et le U-Boot surgit afin de détruire la mission. Murphy décide alors de retrouver le U-Boot et de le couler afin de venger la mort de ses amis, quand on apprend la fin de la guerre. Mais la fin de la Seconde Guerre mondiale ne met pas fin à la colère de Murphy qui cherche ensuite toujours à se venger.
1899. À la tête d'un groupe de terroristes, un inconnu se faisant appeler Le Fantôme menace l'ordre international en dressant les nations européennes les unes contre les autres. Devant la menace imminente d'un conflit majeur (Première Guerre mondiale), l'Angleterre décide de former la Ligue des Gentlemen Extraordinaires. Cette dernière est composée de l'aventurier Allan Quatermain, de Tom Sawyer, membre des services secrets américains, de la chimiste Mina Harker, de Rodney Skinner (L'Homme invisible), de l'immortel Dorian Gray, du docteur Henry Jekyll ainsi que du capitaine Nemo. Ces sept personnages hors du commun embarqueront à bord du Nautilus à destination de Venise, où ils devront contrecarrer les sombres projets du Fantôme.
Le lieutenant Braden est chargé d'une mission exceptionnelle: un sous-marin le débarquera à proximité d'une île occupée par les Nipons. Une fois, à terre, il devra découvrir le code japonais, le photographier et regagner le sous-marin X-16 qui ne peut l'attendre que dix-huit heures.
Lors d'un exercice, le HMS Trojan, un sous-marin de la Royal Navy, rencontre une mine oubliée depuis la Seconde Guerre mondiale. Une inondation tue 53 membres de l'équipage. Il ne reste que 12 hommes qui ont été sauvés par l'ordre du capitaine de fermer les portes étanches. Ils vont attendre les secours dans le sous-marin qui repose sur le fond.
Un bateau japonais sillonne l'océan Pacifique. A son bord se trouvent trois scientifiques chargés d'étudier les fonds marins : le commandant de l'expédition, Ken Tashiro, et ses deux assistants, l'américain Perry Lawton et le français Jules Masson. Le trio embarque dans un bathyscaphe. Mais rapidement les ennuis commencent avec la formation d'un volcan au fond de la mer. Les trois hommes sont entraînés dans une faille et perdent connaissance...
Durant l'année 1916, les rescapés d'un cargo britannique coulé par un sous-marin allemand se sont rendus maîtres de ce dernier et accostent sur l'île de Caprona. Les rescapés découvrent un monde préhistorique, peuplé de dinosaures et d'hommes primitifs.
Dans le port de La Rochelle, à l'automne 1941, une flottille de sous-marins allemands se prépare à appareiller dans la liesse générale. Officiers, officiers mariniers et matelots fêtent leur départ, mais le commandant de l'U-96 reste calme, en retrait, dans l'appréhension du combat. Le capitaine Philip Thomsen, ivre, et qui fête sa dernière décoration, vient brailler dans un micro. Il commence par tenir des propos acides sur le chancelier Hitler, puis, sentant qu'il est allé trop loin dans sa critique, se met à insulter Churchill par le biais d'une pirouette.
Le Capitaine Nemo et son sous-marin recueillent quelques survivants d'un navire coulé. Il décide de les emmener découvrir une cité sous-marine où ils pourraient passer le restant de leurs vies...
Chanteraide est l'une des « oreilles d'or » de la Marine nationale, les spécialistes de la guerre acoustique. Son rôle à bord des sous-marins est essentiel. Pourtant il commet une erreur d'analyse qui manque de coûter la vie à tout l'équipage. En cherchant à la réparer, il se retrouve pris dans un conflit majeur auquel il pourrait bien être la réponse : de ses qualités professionnelles dépend l'ultime espoir de paix.
À l’exception du commandant Van Meer, l’équipage du navire devient lentement fou à cause de l’exposition aux produits chimiques de la peinture à bord et croit qu’un exercice d’essai de missiles est en fait une guerre nucléaire. Il explore l’incapacité des structures de commandement américaines à contrôler et à empêcher les officiers de sous-marins malhonnêtes de lancer des missiles balistiques.
Une puissante et mystérieuse explosion nucléaire détectée entre les îles Pitcairn et le cercle antarctique inquiète le monde. Elle est la preuve de l'existence d'une base atomique qui secrète qui menace l'humanité. Ancien commandant, le capitaine Adam Jones accepte, contre une forte somme d'argent, de prendre le commandement d'un ancien sous-marin japonais remis en état et de conduire une patrouille de reconnaissance, guidée par le professeur Montel, afin de tenter de localiser la base arctique. Jones et Montel sont accompagnés de la fille et assistante du professeur, Denise Montel, des savants, de diplomates et d'hommes d'affaires tous engagés dans une croisade pour la paix. Après avoir été attaqué par un submersible détruit à temps par Jones et en suivant un cargo suspect, les aventuriers arrivent à destination d'une île déserte et rocailleuse. Un pilote chinois du camp ennemi leur apprend qu'un Boeing B-29 Superfortress portant les couleurs américaines va décoller prochainement de l'île de Shellback. Le bombardier comporte une bombe atomique qui doit être larguée sur le nord de la Mandchourie. Jones et ses coéquipiers doivent à tout prix la détruire pour sauver le pays visé. Le professeur Montel accepte de se sacrifier en se rendant sur l'île pour leur prévenir de l'instant précis où le bombardier prendra son envol, permettant ainsi au sous-marin américain de l'anéantir à temps. L'opération est un succès et l'installation atomique ennemie est détruite.