Des secousses sous-marines inquiétantes et violentes menacent la planète. A la demande du professeur Boren, les savants Doug Standish et Craig Mosby embarquent à bord d'un sous-marin ultra-moderne, l'«Hydronaute», pour poser des sismographes au fond des mers. Une équipe de spécialistes, trois hommes et une femme, les accompagne. Ils entament une longue et périlleuse expédition. Les savants doivent tout d'abord affronter un monstre marin, puis sortir l'«Hydronaute» d'un gouffre où il s'était enlisé.
