这次的损兵折将让所有人的情绪降到谷底，尼摩船长有了新提议：既然到了锡兰岛海域，就去参观一下采珠场吧！一边参观，船长一边介绍了中国人养殖珍珠的方法：往软体动物的肉囊褶皱里放一小块玻璃或金属，软体动物就会在刺激下不断分泌珍珠质，包裹住颗粒物，形成珍珠。正这么说着话，一个暗影突然袭来，大家以为是鲨鱼，再定睛一瞧，原来是采珠人在辛勤工作。采珠人的工作条件极其恶劣，他们通常不穿戴任何防护设备就潜入海中，不仅耳朵和眼睛常常充血，还要提防鲨鱼的袭击，但他们得到的报酬却很少。
大家以为只是虚惊一场，正准备打道回府，却发现手无寸铁的采珠人真的被鲨鱼盯上了。眼看那人就要丧命，船长挺身而出。这倒出乎“我”的意料，因为这段时间接触下来，“我”感到船长十分憎恶人类，不成想这次却及时出手相救。他把采珠人安全送回小船上，还送给他一小袋珍珠。这次的救人义举丰满了尼摩船长的性格，尽管他口口声声说不愿和人类来往，但情急之下，他不会袖手旁观——船长隐藏的侠肝义胆就此露出端倪。
鹦鹉螺号航行到了红海，“我”和船长探讨起红海这个名字的由来。《圣经·旧约》的故事《出埃及记》记载，相传，摩西带领以色列人逃出埃及，来到海边，他把耶和华赐予的手杖伸向大海，海水立刻自动分开，退出一条通道让以色列人通过，法老军队急忙追入海底，摩西等以色列人上岸后再次伸出神杖祈祷，海水重新合拢，法老这边全军覆没，鲜血染红了海水。红海由此得名。这当然只是传说故事。其实，红海海面偶尔会季节性地出现大片红色藻类，形成血海这样的奇景。尼摩船长还提到了正在开凿的苏伊士运河，这倒不是现代人的新点子，早在古埃及时代，法老就下令开凿了运河，但多次废弃。苏伊士运河最终在1869年竣工，联通了红海和地中海。
但是，小说中的鹦鹉螺号此时此刻还无法取道苏伊士运河，尼摩船长却告诉“我”只需两天就可以从红海穿越到地中海，这怎么可能做到呢？满腹狐疑的“我”跟随船长进入驾驶舱。船长亲自掌舵，在深海岩壁上找到了一个由虾兵蟹将把守的洞口，鹦鹉螺号义无反顾地冲进黝黑的长廊，再从洞口出来的时候，已经到了地中海。这当然是凡尔纳天马行空的创造，但当时的人们只要通过小说稍稍想象一下，在未知的深海中冒出那么一条神秘的通道，都会激动万分。到了20世纪，人造海底隧道成为了现实，像英法海底隧道不仅能通汽车，还能通火车。
鹦鹉螺号进入地中海后，思乡心切的“我”动了逃跑的念头，叉鱼能手尼德·兰也一个劲地撺掇，我们定下计划，等到晚上就偷偷乘小艇离开。“我”忐忑不安地等待时机成熟，内心仍有一丝遗憾和不舍，因为“我”再也无法继续这奇妙的海底之旅了。约定的时间一点点逼近，船长却冷不丁跑来邀请“我”去打捞维哥湾的宝藏。维哥湾位于西班牙西北部，1702年，英国和荷兰的联合舰队在那里击败法国和西班牙联军，并且击沉了刚从美洲归来的西班牙珍宝船队，大量白银沉入海底，成了现代寻宝者的探险胜地。“我”由此知道了尼摩船长巨额财富的来源，但仍有一个谜团困扰着“我”。“我”亲眼见到船长曾把一箱箱的黄金转交给神秘的潜水员，那人是谁？船长为什么要给他钱？
逃跑不成的“我”继续海底之旅，又见到了传说中的亚特兰蒂斯。古希腊哲学家柏拉图最早在他的《对话录》里提到，大西洋上本来有块大陆，那就是亚特兰蒂斯，但洪水和地震在一夜之间使这个富有、强大的国家沉入海底。这到底是传说故事还是确有其事，直到今天也没有定论。凡尔纳在小说里，为我们描绘出了他心目中高度发达的古老文明应有的形象。
故事讲到这里，我们的探险之旅即将进入尾声，凡尔纳一改之前张弛有度的叙事节奏，突发事件接连而至，把小说推向了最后的高潮。先是潜艇搁浅南极，在氧气即将耗尽命悬一线的时候，从冰窟中逃生；接着巨型章鱼又缠住了潜艇螺旋桨，一名水手在和怪兽的搏斗中不幸牺牲；当众人还没从痛失同伴的情绪中恢复过来时，尼摩船长又做出了冒险的决定，他要追击一艘军舰。到这里，“我”心中的几个谜团终于解开了：原来“我”最早乘坐的林肯号是被鹦鹉螺号故意撞沉的；“我”那天之所以又被关起来，是因为尼摩船长准备发起新一轮攻击，他担心“我”会碍事；尼摩船长一直待在潜艇中，一方面是为了避世，另一方面则是以潜艇为武器报复世人。“我”眼看着鹦鹉螺号撞沉战舰，船上所有人命丧海底，感到心灰意冷，决心离开，潜艇却在此时碰上了挪威海域的大漩涡，幸好“我”和贡协议、尼德·兰乘坐的小艇及时脱离了潜艇。在剧烈的颠簸中，“我”一头撞晕过去。
