El Duncan parte en busca del capitán Grant, que ha naufragado en los mares australes y se encuentra prisionero de los indios de la Patagonia, según parece deducirse por un confuso mensaje encerrado en una botella hallada en el vientre de un gran pez. A bordo del magnífico yate inglés viajan Mary y Robert, los hijos del capitán desaparecido, y el curioso Jacques Paganel, destacado geógrafo francés tan famoso por su eudición como por su distración. Los puntos poco claros del mensaje, los azares de la navegación y la traición de algunos falsos compañeros llevan a los miembros de la expedición de América a Australia a través de increibles aventuras.