19世紀の終り。南大西洋のバーミューダ海域近くに一艘の船が漂っていた。アトキン教授（ドナルド・ビセット）とその息子のチャールズ（ピーター・ギルモア）がアトランティスの謎を探るべく、ベル号という釣鐘型の潜水艇を積み込んで探検に来ていたのだ。チャールズの大学時代の友であり、その潜水艦の設計者であるグレッグ（ダク・マックルアー）が操縦するベル号がチャールズと共に海に潜って行った時、巨大なタートル・スネークに襲われるが辛うじて撃退した。さらに潜航を続け、岩陰に黄金像を発見したアトキン教授が喜び勇んで母船“テキサス・ローズ号”にもとるが、黄金に目のくらんだ乗組員の一人が教授を撃ち、さらに船長ダニエルス（シェーン・ライマー）をも亡き者にしようとした。その時、突然、巨大なタコに襲われ、一行は砂浜にうちあげられた。気がつくと、そこにはこの世の者とは思えぬ男アトミール（マイケル・ゴザード）と半魚人が姿を見せていた。まさしくそこがアトランティス海底都市だったのだ。グレッグとチャールズ、そして船長のダニエルと3人の乗組員は安全な第7都市ゼフトへ案内されるが途中ヤスデの怪獣に襲われそうになり第3都市トロイに到着。さらに第4の都市パールに向かい、そこでグレッグはデルフィン（リー・ブロディ）という女を知るが手助けしようとしたことから、半魚人達に囚われ、チャールズだけが第5の都市チンクワへ向った。アトシル（Ｃ・チャリース）という女に案内され第6の都市セイスを越え、最後の都市ゼフトに着く。一方囚われの身となったグレッグは、24時間以内にえら人間の手術を受けることになっていたが、その寸前怪獣ザルクに襲われ、その混乱で一行は外に逃げ出した。グレッグは洗脳寸前のチャールズを救い出し、デルフィンの助けを得て無事潜水艇のある砂浜へ辿りついた。しかし“テキサス・ローズ号”へ戻ってみると、船員たちが黄金の像欲しさに反乱を起しており、船長たちを襲撃しようと待ちかまえていた。その時、再び巨大なタコが現われ、黄金の像を奪って海底へと消えた。海底でなくては生きられないというデルフィンを残し、船長、グレッグ、チャールズらは救命ボートで脱出に成功するのだった。