有名な地理学者カール・マイアはアマゾン河沿岸のジャングル地帯で指に水かきのある化石化した手を発見、知らせをうけてデイヴィド・リード博士（リチャード・カールソン）、マーク・ウィリアムス博士、研究助手でリードの許婚ケイ（ジュリア・アダムス）などは探検隊をつくって現地に赴いた。一行が近くの“黒い入江”を調査中、古代の遺物を思わせる半人半魚のギル・マンが網にかかり、大暴れして爪を残して逃げ去った。怪しい生物の存在が明らかになったので、一行は更に調査をつづけ、水かげから突如現れたギル・マンをリードが写真に撮そうとしたが、ウィリアムがを功をあせってもりを射ったため失敗におわった。傷をうけたギル・マンは怒って乗組員の1人を殺したので、リードは甲板上に水槽をつくり、木の根からとった毒薬を湖中に流してギル・マンを捕えようとした。ギル・マンは船をおそってケイを抱き、水に入ろうとするところを毒が回って捕らえられ、水槽に入れられた。しかし、毒がさめると物凄い力で水槽を破壊して逃げてしまった。リードは、これ以上の危険をさけるため調査打切を提唱した。船がアマゾン河本流に合するせまい入口に来たとき、流れに横たわった樹木が邪魔になって通れなくなっていた。樹を除く作業はギル・マンの妨害にあい、更にケイが奪われた。水中に後を追ったリードは一行の助けをえて岩棚の上で気を失っているケイを助け出すことができた。傷ついたギル・マンは水中深く去って行った。