Disneyn huima animaatio kutsuu mukaan mystiseen seikkailuun - löytämään kadonnut Atlantis! Milo Thatch toivoo löytävänsä Atlantiksen kaupungin, joka tarujen mukaan vaipui jälkiä jättämättä meren syvyyksiin yhden päivän ja yön aikana. Upporikkaalla professori Whitmorella on sama haave, ja ennen kuin Milo huomaakaan, on hän matkalla kohti elämänsä seikkailua. Tutkimusretkikuntaan kuuluvat myös kapteeni Rourke, hullu maaperäekspertti Molière, räjähdysaineasiantuntija Vinny ja Cookie - kokki, joka tekee maailman surkeinta ruokaa. Sukellusvene vie tämän joukon kohti myyttistä Atlantista, jonka salaisuuksia merihirviö vartioi. Mikään ei kuitenkaan valmistanut retkikuntaa siihen, mikä perillä odottaisi. Mutta ovatko kaikki joukon jäsenet vain tutkimusmatkailijoita vai onko heillä kenties mielessään jotain muuta?