Jean, un ragazzo di 14 anni aspirante inventore, casualmente incontra a Parigi Nadia, un'acrobata di un circo e l'aiuta a sfuggire a Grandis, Hanson e Sanson, tre loschi individui che vogliono impossessarsi della pietra azzurra che lei porta al collo.

Jean, Nadia e King il suo leoncino, si rifugiano temporaneamente a casa del ragazzo a Le Havre, ma devono continuare la loro fuga dai tre malintenzionati con un aereo costruito dal ragazzo. Sono costretti ad un ammaraggio di emergenza in mezzo all'oceano da un guasto al motore.

Jean, Nadia e King vengono raccolti da una nave da guerra americana. Tra l'equipaggio conoscono Ayrton, che svela a Jean la missione della nave: catturare il mostro marino che attacca le navi di passaggio. Ma l'enorme mostro marino attacca la nave e la danneggia gravemente, facendo ricadere in mare i tre amici.

Jean, Nadia e King sono salvati dal Nautilus, un misterioso sottomarino comandato dal capitano Nemo, che sta dando la caccia ad un altro sommergibile, responsabile degli attacchi distruttivi alle navi. Dopo tre giorni, l'aereo di Jean viene riparato e convertito in idrovolante, così i tre amici possono riprendere il loro volo.

I tre amici sorvolano un'isola ma sono abbattuti da nemici sconosciuti. Nella foresta trovano una donna ed un uomo uccisi con colpi alla schiena. Solo una bambina, che la madre è riuscita a proteggere col suo corpo, è ancora viva. Da quel momento Nadia e Jean si prenderanno cura della piccola Marie.

Marie e King vengono catturati dai soldati della misteriosa organizzazione "Neo Atlantide". Jean e Nadia si infiltrano nella base segreta per liberarli, ma vengono scoperti e circondati dai nemici. Nadia affida la Pietra a Jean e si consegna al nemico per salvare il ragazzo.

Gargoyle, il capo dei Neo Atlantidi, vuole la Pietra Azzurra di Nadia. Sottopone la ragazza ad uno spietato interrogatorio e Nadia è costretta a confessare che la Pietra è in possesso di Jean. Gargoyle collauda la "Torre di Babele" un'arma con un'enorme potenza distruttiva che fa esplodere un'intera isola. Jean e il trio Grandis, Hanson e Sanson, anch'essi sull'isola, decidono di collaborare per fermare Gargoyle.

Il Nautilus, Jean, Grandis, Hanson e Sanson, dopo una terribile battaglia riescono a liberare i prigionieri e a distruggere la base segreta.

Jean e gli altri vengono presi a bordo del Nautilus. Nemo incontra per la prima volta Nadia e si rende conto della sua vera identità. Anche lui, in uno scrigno nascosto nella sua cabina, custodisce una Pietra Azzurra.

Gargoyle è fuggito in dirigibile e tende una trappola al Nautilus, che finisce bloccato in un campo di mine marine. Il Nautilus viene salvato dall'eroico intervento di Jean, Grandis, Sanson e Hanson ed il loro minisommergibile Gratan.

Il Nautilus continua la sua caccia ai Neo Atlantidi e Jean, Nadia, Grandis, Hanson e Sanson vengono accolti come nuovi membri dell'equipaggio

Jean e gli altri vanno a caccia su un'isola per procurarsi cibo fresco e uccidono un cerbiatto. Nadia, vegetariana convinta, è furiosa e sconvolta dell'accaduto.

Il Garfish, il sommergibile di Gargoyle, approda sull'isola e l'equipaggio del Nautilus viene scoperto dai soldati di Neo Alantide. Un soldato punta un'arma contro Nadia e Nemo lo uccide a sangue freddo, suscitando ancora una volta in Nadia un grande sdegno.

Marie e Nadia si ammalano di una grave febbre tropicale e sono ormai in fin di vita. Il capitano Nemo organizza una spedizione sul fondo del mare per recuperare le piante medicinali che salveranno le due bambine.

Nel corso di un attacco da parte della nave americana Abraham, istigato da Gargoyle, il Nautilus viene gravemente danneggiato. Durante le riparazioni, del gas letale invade la sala motori e uccide i tre marinai che vi lavoravano.

L'equipaggio del Nautilus sbarca su Atlantide per seppellire i tre compagni morti. Là Jean scopre che suo padre, che era comandante di una nave di cui era membro Echo, è stato ucciso da un attacco del Garfish.

Jean vuole costruire una macchina volante, ma si rende conto di non poter fare tutto da solo e di aver bisogno di Hanson, con l'aiuto del quale costruisce un elicottero e porta Nadia a fare un volo.

Mentre si reca alla sua base segreta situata in una caverna sotto l'Antartide per rifornirsi di pezzi di ricambio, il Nautilus deve affrontare l'attacco di un enorme mollusco marino.

Il Capitano Nemo fa conoscere a Jean e Nadia la balena llion. Nadia riesce a comprendere le parole del cetaceo, che le dice che suo padre è molto vicino a lei e che presto incontrerà suo fratello.

Electra racconta a Nadia che tredici anni prima la sua città fu distrutta da un uomo: perirono nel disastro quasi tutti gli abitanti, tra cui i suoi genitori e il fratello. Venne quindi costruito il Nautilus per vendicarsi di Gargoyle.

La nave aerea dei Neo Atlantidi sferrano un attacco di inaudita potenza contro il Nautilus e lo semidistruggono, nonostante l'estremo ed eroico tentativo di contrattaccare del Gratan, guidato da Grandis, Sanson e Hanson. Il sottomarino affonda nell'oceano.

Nemo rinchiude Nadia, Jean, King e Marie nella sua cabina, che è una capsula di salvataggio. Nadia ascolta di nascosto i discorsi di Electra nell'interfono e scopre che è stato Nemo, che è suo padre, a distruggere la sua terra natale come estremo tentativo di fermare Gargoyle. Ma la cabina con i ragazzi viene espulsa dal sottomarino e il Nautilus si inabissa.

Jean, Nadia, Marie e King naufragano su un'isola deserta. Nadia è felice di trovarsi in un ambiente naturale e vorrebbe trascorrere là il resto della sua vita.

Nadia ha un pessimo carattere e decide di andarsene dalla compagnia e di vivere da sola nella giungla, ma poi per la fame si introduce nel campo di nascosto per procurarsi il cibo.

Nadia ha mangiato cibo avariato e sta molto male. Jean va nella foresta per procurarsi le erbe medicinali per curarla. In una caverna trova anche funghi allucinogeni, li mangia e sviene. Nadia si rende conto di quanto Jean abbia fatto per lei e la sera lo bacia colma di gratitudine.

Il carattere di Nadia si è molto addolcito, ma in occasione di un altro bacio si rende conto che Jean non ricorda nulla del primo (era semincosciente per i funghi allucinogeni) e si infuria. King è geloso del rapporto tra i due ragazzi e scappa dal campo: sarà Jean a ritrovarlo.

Un tifone distrugge il campo, inoltre stranamente spinge verso terra un'altra isola, che i ragazzi vanno ad esplorare. Subito si imbattono in Ayrton, che avevano conosciuto sulla nave da guerra americana, e nel trio Grandis, Sanson e Hanson.

Il gruppo comincia una convivenza forzata e sempre più problematica sulla strana isola galleggiante.

Per stemperare la tensione tra Sanson e Hanson, viene organizzata una gara tra due robottini dalle sembianze di King, ma essendo identici (sono stati entrambi progettati da Hanson) nessuno dei due vince.

Per caso Nadia e Jean scoprono un'enorme base sotterranea. Durante l'esplorazione, Nadia svanisce improvvisamente, lasciando Jean da solo.

Nadia ascolta da un enorme computer la storia delle origini della sua gente. L'isola, che in realtà è un'enorme astronave, si prepara ad immergersi e a portare Nadia, la Principessa di Atlantide, con sé. Grandis e gli altri fuggono dall'isola con il Gratan, ma Jean ritorna nei sotterranei e salva Nadia. Il gruppo di amici fa rotta verso l'Africa, verso la città che ha dato i natali a Nadia.

Jean e gli altri arrivano in volo in un villaggio africano, dove Nadia si innamora a prima vista di un ragazzo del posto. King viene rapito da un avventuriero che per la sua liberazione vuole il tesoro del villaggio.

King viene liberato e l'amore di Nadia non è contraccambiato. Per lei è un duro colpo. Gli abitanti del villaggio indicano al gruppo di amici la città di Nadia.

Jean, per riconquistare l'amore di Nadia, costruisce un'incredibile macchina musicale per suonarle senza successo una sorta di serenata.

Nadia finalmente è giunta nella sua terra natale e ricorda tutto il passato della sua gente, proveniente da un pianeta lontano e rifugiatasi in Africa dove l'astronave era precipitata. Nadia non è umana, ma un'extraterrestre, ed ora purtroppo è anche la principessa di Neo Atlantide. Si rende conto che nelle sue mani c'è il distruttivo potere della Pietra Azzurra, ne ha paura e tenta il suicidio gettandosi dall'alta torre della città, ma la sua caduta è frenata dalla Pietra Azzurra.

Arriva Gargoyle sulla sua nave volante e costringe Nadia a consegnarsi a lui. Ma Nemo con una nuova nave, il Nuovo Nautilus, giunge in aiuto e sferra un attacco alla nave di Gargoyle.

Il capitano Nemo ed Electra raccontano a Jean che la razza umana è stata creata dagli Atlantidi a partire dalle scimmie con la manipolazione genetica. Intanto Nadia scopre direttamente che l'imperatore Neo è suo fratello.

Gargoyle impone all'umanità un ultimatum. Se l'Inghilterra e via via tutte le altre nazioni non si arrenderanno, sferrerà un attacco distruttivo sulle principali città del pianeta. Il nuovo Nautilus combatte contro la nave volante degli Atlantidi e Nemo e Jean riescono ad introdursi nella nave nemica.

Jean viene ucciso da Gargoyle, ma Nadia utilizza il potere della sua Pietra Azzurra e di quella del padre per riportare in vita il ragazzo che ama. Gargoyle rimane ucciso dalla luce della pietra: solo un Atlantideo può resistere a tale luce, ma lui è umano anche se non ne era al corrente. La nave di Gargoyle sta precipitando e Nemo si sacrifica per permettere all'equipaggio del Nautilus di salvarsi. Nadia è ora una terrestre come Jean e assieme a lui può iniziare una nuova vita.