従男爵の位をさずけられたお祝いに学生アレック（パット・ブーン）から熔岩の文鎮をもらったオリバー教授（ジェームズ・メイスン）は驚いた。それは珍しい熔岩だったのである。溶解してみると中からアルネ・サクヌッセムというスエーデンの学者が刻んだ文字のあるシンチュウのオモリが出てきた。それによるとサクヌッセムは、噴火口から地底の世界に達して死んだらしい。興味をそそられた教授はスエーデンの有名な地質学者ゲタボルグ教授に照会の手紙を出した。しかし、彼は行方不明だった。教授はアレックをつれてアイスランドに向った。途中2人は何者かにさらわれかけたところを、ハンスという鴨の番人に助けられた。住居についてみるとゲタボルグ教授は毒殺されていた。彼を訪ねた最後の人は、アルネ・サクヌッセムの子孫であるサクヌッセム伯爵だった。教授とアレック、そしてハンスとゲタボルグ教授の未亡人カーラ（アールン・ダール）の一行は、噴火口から地底に降りてみることとなった。途中にサクヌッセム伯がまちうけていてアレックに傷をおわせた。教授が目つぶしをくわせて彼を捕らえ、死刑にしようとしたがハンスの命ごいで伯爵も一行に加わることになった。大キノコの林をぬけたり、大蛇に出あったりしながら旅行は続いた。そして、磁気あらしに悩まされながら一行は洋上を経て地軸に達した。身につけたあらゆる金属を吸いとられ一行がたどりついたのは伝説の都アトランチスの廃墟だった。そこで一行はアルネ・サクヌッセムの死体を発見した。伯爵は罪のむくいで円柱の下敷となって死んだ。やがて一行は立穴と地上に吹き上げる風を利用し、地表にでた。カーラと教授は互に愛し合うようになり、エディンバラに帰ったアレックは許婚者で教授の姪にあたるジェニー（ダイアン・ベーカー）と結ばれた。