Один корабль терпит крушение. Выясняется, что все погибли, кроме трех человек: капитана Гранта и еще двух членов команды. Местонахождение их почти неизвестно. В распоряжении лорда Гленарвана лишь расплывчатые сведения о координатах той местности. Он решает отправиться на поиски пропавших людей даже несмотря на то, что адмиралтейство отказалось спонсировать экспедицию.
Гленарван и его жена знакомятся с детьми капитана Гранта – Мэри и Робертом, которым по 16 и 12 лет соответственно. Лорд собирает команду для дальнего путешествия. Желание оказать помощь в поисках пропавшего капитана выказали многие. Это и жена Эдуарда Гленарвана – Элен, дети капитана, а также майор Мак-Наббс — близкий родственник лорда, скромный пожилой человек; Том Остин — помощник капитана, опытный моряк и просто храбрый и достойный человек; Джон Манглс – также родственник Гленарванов, молодой человек, капитан корабля, умный и смелый. И, кроме того, в числе команды было еще двадцать три человека помощников и матросов.
На следующий день после того как корабль отчалил в море, среди членов команды оказывается еще один человек, совершенно случайно по собственной рассеянности оказавшийся на борту. Выясняется, что зовут его Жак Паганель, а попал он на борт, перепутав корабли. Узнав о цели предприятия, он решает остаться с командой и плыть вместе с ней в Южную Америку.
Согласно полученным сведениям, капитан Грант должен находиться в плену у индейцев. Поэтому команда решается остановиться у берегов Патагонии. Часть команды отправляется к ее западному побережью, остальные, в том числе и дети капитана, должны оставаться на корабле и плыть к восточной части Патагонии.
Пережив множество опасных приключений, путешественники начинают понимать, что не совсем верно истолковали информацию о местонахождении капитана Гранта. Как оказалось, целью экспедиции должна быть Австралия, а не Южная Америка. Прибыв в Австралию, они встречают одного ирландца. Тот приглашает их на свою ферму и любезно отвечает на все их расспросы. Однако рассказать что-либо о капитане Гранте и затонувшем корабле он не может, так как ничего об этом не слышал.
Вскоре выясняется, что один из работников ирландца является матросом разбившегося корабля, а капитан Грант, по его словам, находится в плену у туземцев на восточном побережье Австралии. Преодолев огромный путь и множество препятствий, команда снова оказывается не у дел. Все вместе они принимают решение вернуться в Европу, но корабля больше нет, а регулярные рейсы ходят только из Новой Зеландии.
Оказавшись на месте, команда попадает в плен к местным дикарям, которые к тому же еще и оказываются людоедами. Чудом спасшись от, казалось бы, неминуемой гибели, друзья достигают восточного побережья Зеландии. Вскоре выясняется, что боцман Айртон был высажен с корабля по решению Гранта за попытку поднятия мятежа. Айртон просит высадить его на острове Табор, что и делает Гленарван. Но вдруг оказывается, что именно здесь нашли пристанище те самые трое пропавших моряков: капитан Грант и двое матросов. Теперь команда в обновленном составе готова вернуться обратно в Европу.
