新船邓肯号在试航时捕到一条鲨鱼，水手们在鲨鱼肚子里发现一只漂流瓶，瓶中的信件因受海水的浸泡而模糊不清。根据残存的字迹可以推测出，这是一个名叫格兰特的船长发出的求救信，他被困在南纬37线的某个地方。船主格伦纳凡为营救格兰特多方求助未果，在格兰特船长的儿女玛丽和罗伯特的请求下，毅然决定驾自己的邓肯号出航寻找。同行的除了玛丽和罗伯特外，还有格伦纳凡的夫人海伦娜、好友麦克那布斯上校和法国地理学家帕加内尔等人。他们找遍了南纬37度的所有陆地，登高山，爬冰川，过沼泽，遇到过地震、洪水和野兽，最后还同匪徒进行殊死的斗争，终于在一个荒无人烟的小岛上找到了格兰特船长。