26 юни 1864 г. екипажът на яхтата „Дънкан“, собственост на лорд Едуард Гленарван, виден член на Темза Кралски яхт клуб и богат шотландски земевладелец, улавя акула в Ирландско море, в чийто стомах намира бутилка с бележка на три езика: английски, немски и френски , В бележката накратко се посочва, че по време на краха на „британците“ са спасени трима - капитан Грант и двама моряци, че са паднали на някаква земя; както географската ширина, така и дължината са посочени, но е невъзможно да се разбере каква дължина е - фигурата е замъглена. В бележката се казва, че спасените са на тридесет и седмата степен на единадесетата минута на южна ширина. Географската дължина не е известна. Следователно търсенето на капитан Грант и неговите спътници трябва да е някъде на тридесет и седмия паралел. Британското адмиралтейство отказва да оборудва спасителна експедиция, но лорд Гленарван и съпругата му решават да направят всичко възможно, за да намерят капитан Грант. Срещат децата на Хари Грант - шестнадесетгодишната Мери и дванадесетгодишния Робърт. Яхтата е оборудвана за плаване на дълги разстояния, в което желаят да вземат участие съпругата на Господ Хелен Гленарван, много мила и смела млада жена и децата на капитан Грант. Майор Макнабс, мъж на около петдесет години, скромен, мълчалив и добронамерен, близък роднина на Гленарван, също участва в експедицията; тридесет годишният капитан на „Дънкан“ Джон Мангълс, братовчед на Гленарван, човек на смелост, мил и енергичен; Помощник капитан Том Остин, стар надежден моряк и двадесет и три членове на екипажа, всички шотландци, както и техният господар.

25 август „Дънкан“ отива на море от Глазгоу. На следващия ден се оказва, че на борда има още един пътник. Оказва се, че е секретар на Парижкото географско дружество, французинът Жак Паганел. Поради своята разсеяност, ден преди заминаването на Дънкан, като смеси корабите (защото той искаше да отплава до Индия на парахода на Шотландия), той се качи в кабината и спеше там точно тридесет и шест часа, за да пренесе по-добре кекса и не отиде на палубата, докато втори ден на пътуване. Когато Паганел научава, че плава за Южна Америка вместо за Индия, той първо се отчайва, но след това, научавайки за целта на експедицията, решава да направи промени в плановете си и да отплава с всички.

След като прекоси Атлантическия океан и преминава през пролива Магелан, Дънкан се озовава в Тихия океан и се отправя към бреговете на Патагония, където според някои предположения бележката за първи път е интерпретирана по този начин, капитан Грант изпада в плен сред индианците.

Пътниците на Дънкан - лорд Гленарван, майор Макнабс, Паганел, Робърт и трима моряци - се приземяват на западния бряг на Патагония, докато Хелен Гленарван и Мери, под грижите на Джон Мангълс, остават на платноходка, която трябва да обиколи континента и да чака пътници на източния бряг, на нос Корриентес.

Гленарван и неговите спътници преминават през Патагония, следвайки тридесет и седмия паралел. Невероятни приключения се случват с тях на това пътуване. Робърт изчезва по време на земетресение в Чили. Няколко дни търсене търсят край сълзи - те не могат да намерят дете никъде. Когато малкият отряд, изгубил всяка надежда да го намери, е на път да потегли, пътешествениците внезапно виждат кондор, който в мощните си лапи носи Робърт и започва да се извисява с него в небето. Макнабс вече иска да застреля птица, когато изведнъж изпревари нечий добре насочен изстрел. Ранена птица, подобно на парашут, на могъщите си крила спуска Робърт на земята. Оказва се, че този изстрел е изстрелян от местен човек на име Талкав. Той става техен водач по равнините на Аржентина, а по-късно и като истински приятел.

В пампасите пътешествениците са изправени пред смъртта от жажда. Талкав, Гленарван и Робърт, чиито коне не са много уморени, тръгват в търсене на вода и изпреварват останалите. При реката през нощта те биват нападнати от стадо червени вълци. Трима пътешественици са изправени пред неизбежна смърт. Тогава Робърт скача на бързата крачка Таука, коня на Талкава и, рискувайки да бъде разкъсан на вълци, влачи стадото от Гленарван и Талкава. Той успява да избегне смъртта. Той се присъединява към групата на Паганел и на сутринта отново се среща с Гленарван и Талкава, които спаси.

Скоро след това, в низината, отрядът ще трябва да оцелее от наводненията поради разливането на реките. Пътуващите успяват да се изкачат на разтегнато орехово дърво, което кафявият поток не можеше да издърпа от земята. На него те организират спиране, дори правят огън. През нощта ураган все още изважда дърво и върху него хората успяват да плуват, за да кацнат.

Паганел идва с идеята, че първоначално бележката на капитан Грант е била интерпретирана погрешно и че не става дума за Патагония, а за Австралия. Той убедително убеждава другите в правилността на заключението си, а пътешествениците решават да се върнат на кораба, за да продължат да плават до бреговете на Австралия. Така го правят.

Те изследват, но напразно два острова, разположени по пътя - Тристан да Куня и Амстердам. След това "Дънкан" се приближава до нос Бернули, разположен на австралийския бряг. Гленарван кацна на сушата. На няколко километра от брега има определена ирландска ферма, която посреща пътешественици. Лорд Гленарван казва на ирландеца какво го е довело в тези земи и го пита дали има някаква информация за британския тримагнен кораб Британия, който се е разбил преди около две години някъде край западния бряг на Австралия.

Ирландецът никога не беше чувал за потънал кораб, но за голямо учудване на всички присъстващи в разговора се намеси един от неговите работници на име Айртон. Той заявява, че ако капитан Грант е все още жив, той е на австралийска земя. Документите и историята му удостоверяват, че той е служил като боцман на Великобритания. Айртон казва, че е изгубил зрението на капитана, когато корабът се е разбил на крайбрежните рифове. До този момент той беше убеден, че само той оцелява от целия екип на Великобритания. Вярно е, че Айртон твърди, че корабът се е разбил не на западния, а на източния бряг на Австралия и ако капитан Грант е все още жив, както показва бележката, той е държан в плен от местните жители някъде на източния бряг.

Айртон говори с завладяваща искреност. Трудно е да се съмнявам в думите му. Освен това ирландецът, за когото той служи, ваучи за него. Лорд Гленарван вярва на Айртон и по негов съвет решава да премине през Австралия на тридесет и седмия паралел. Гленарван, съпругата му, децата на капитан Грант, майор, географ, капитан Мангълс и няколко моряци, събрани в малък отряд, тръгнали на пътешествие, водено от Айртон. "Дънкан", след като получи известни щети в сградата, се насочва към Мелбърн, където се планира да извърши ремонта си. Екипът на яхтата, воден от помощник капитан Том Остин, трябва да очаква поръчки от Гленарван.

Жените яздят в количка, теглена от шест бика, а мъжете яздят коне. По време на пътуването пътешествениците минават покрай златни мини, възхищават се на австралийската флора и фауна.Първоначално пътуването се извършва в доста удобни условия, в населено място. Обаче един от конете разбива подкова. Айртон следва ковача и той поставя нови подкови с трилистник - знак за ранчото на говедата в Черната точка. Скоро малък отряд вече продължава своя път. Пътуващите са свидетели на резултатите от престъпление, извършено на моста Камдън. Всички коли, с изключение на последната, се блъснаха в реката поради факта, че релсите не бяха положени. Последната кола е ограбена, обгорена, осакатени трупове са разпръснати навсякъде. Полицията е склонна да вярва, че това престъпление е дело на банда от бягащи осъдени, ръководена от Бен Джойс.

Айртон скоро води отряд в гората. Пътешествениците са принудени да спират за неопределено време, тъй като пред тях е бурна разлята река, която може да се измине само когато се върне към нормалното си състояние. Междувременно, поради неразбираема болест, всички бикове и коне умират, с изключение на този, който беше обут с трепет. Една вечер майор Макнабс вижда някои хора в сянката на дърветата. Без да каже дума на никого, той продължава на разузнаване. Оказва се, че това са осъдени; той се промъква към тях и подслушва разговора им, от което става очевидно, че Бен Джойс и Айртон са едно лице, а бандата му се държи близо до него през цялото пътуване на отряда на Гленарван, като се фокусира върху следите на коня с подкова Черната точка. Връщайки се към приятелите си, майорът засега не им казва за откритието си. Айртон убеждава лорд Гленарван да нареди на "Дънкан" от Мелбърн да отидат до източното крайбрежие - там бандитите лесно биха завзели яхтата. Предателят почти получава заповедта от името на помощник-капитана, но след това майорът го излага и Айртон трябва да бяга. Преди да се скрие, той ранява Гленарван в ръката. След известно време пътешествениците решават да изпратят друг месинджър в Мелбърн. Вместо ранения Гленарван, Паганел пише заповедта. Един от моряците тръгва на пътешествие. Бен Джойс обаче сериозно наранява моряка, взема писмото си от него и отива сам в Мелбърн. Бандата му пресича реката над моста, който се оказа наблизо, след което го изгаря, така че Гленарван да не може да го използва. Отрядът изчаква нивото на реката да спадне, след това изгражда сал и пресича спокойната река на салата. Стигайки до брега, Гленарван осъзнава, че бандата на Бен Джойс вече е завладяла „Дънкан“ и, като прекъсна екипа, продължи по него в неизвестна посока. Всички стигат до извода, че е необходимо да се спре търсенето, защото вече няма какво да се прави, и да се върнем в Европа. Оказва се обаче, че корабът, който заминава за Европа, може да се наложи да изчака много дълго време. Тогава пътешествениците решават да плуват до Оукланд, който е в Нова Зеландия: от там полетите до Европа са редовни. В крехък малък кораб с винаги пиян капитан и моряци, преживял буря, по време на която корабът седи на земята, Гленарван с приятели все още достига бреговете на Нова Зеландия.

Там са пленени от туземци-канибали, които ще ги убият. Въпреки това, благодарение на находчивостта на Робърт, те успяват да избягат от плен. След няколко дни пътуване стигат до източното крайбрежие на Нова Зеландия и виждат торта близо до брега, а малко по-нататък - група местни жители. Пътешествениците седят в пая, но туземците в няколко лодки ги преследват. Пътешественици в отчаяние. След това, което трябваше да оцелеят в плен, те предпочитат да умрат, но не се отказват. Изведнъж в далечината Гленарван вижда Дънкана със собствен екипаж на борда, което му помага да се откъсне от преследвачите си. Пътуващите се чудят защо Дънкан е край източното крайбрежие на Нова Зеландия. Том Остин показва заповед, написана от ръката на разпръснат Паганел, който вместо да напише „Австралия“, написа „Нова Зеландия“. Поради грешка на Паганел, плановете на Айртон се сринаха. Реши да се разбунтува. Той беше затворен. Сега Айртон, против волята си, плава по Дънкан заедно с онези, които искаше да заблуди.

Гленарван се опитва да убеди Айртон да даде истинска информация за смъртта на Великобритания. Многократните молби и постоянство на лейди Гленарван вършат своята работа. Айртон се съгласява да разкаже всичко, което знае, и в замяна на това моли да бъде свален на някакъв необитаем остров в Тихия океан. Гленарван приема предложението му. Оказва се, че Айртон напусна Великобритания преди катастрофата. Той е кацнат от Хари Грант в Австралия за опит да се разбунтува. Историята на Айртон не хвърля светлина върху местонахождението на капитан Грант. Гленарван обаче държи на думата си. „Дънкан“ плува все по-нататък, в далечината се появява остров Табор. На него и реши да напусне Айртон. Чудо обаче се случва на това парче земя, лежащо на тридесет и седмия паралел: оказва се, че именно тук капитан Грант и двама от неговите моряци са намерили убежище. Вместо това Айртон остава на острова, за да може да се покае и да умилостиви своите престъпления. Гленарван обещава, че някой ден той ще се върне.

И Дънкан безопасно се връща в Шотландия. Мери Грант скоро се сгоди за Джон Мангълс, с когото нежното чувство я свързва по време на съвместното им пътуване. Паганел се жени за братовчед на майора. Робърт, подобно на баща си, става смел моряк.