Op 26 juni 1864 vangt de bemanning van het Duncan-jacht, eigendom van Lord Edward Glenarvan, een prominent lid van de Thames Royal Yacht Club en een rijke Schotse landeigenaar, een haai op in de Ierse Zee, in wiens maag hij een fles vindt met een briefje in drie talen: Engels, Duits en Frans . In het briefje wordt kort vermeld dat tijdens de ineenstorting van de "Britten" drie werden gered - kapitein Grant en twee matrozen, die op een of ander land waren gevallen; zowel de lengte- als breedtegraad zijn aangegeven, maar het is onmogelijk om te bepalen wat voor soort lengtegraad het is - de figuur is wazig. De notitie zegt dat de geredden zich op de zevenendertigste graad van de elfde minuut van de zuiderbreedte bevinden. Lengtegraad is onbekend. Daarom moet de zoektocht naar kapitein Grant en zijn metgezellen ergens op de zevenendertigste parallel zijn. De Britse admiraliteit weigert een reddingsexpeditie uit te rusten, maar Lord Glenarvan en zijn vrouw besluiten al het mogelijke te doen om Captain Grant te vinden. Ze ontmoeten de kinderen van Harry Grant - de zestienjarige Mary en de twaalfjarige Robert. Het jacht is uitgerust voor zeilen over lange afstanden, waaraan de vrouw van de Heer, Helen Glenarvan, een zeer vriendelijke en moedige jonge vrouw, en de kinderen van kapitein Grant willen deelnemen. Majoor McNabbs, een man van een jaar of vijftig, een bescheiden, stil en goedaardig, naaste verwant van Glenarvan, neemt ook deel aan de expeditie; dertigjarige kapitein van "Duncan" John Mangles, neef van Glenarvan, een man van moed, vriendelijk en energiek; Assistent-kapitein Tom Austin, een oude, betrouwbare zeiler en drieëntwintig bemanningsleden, allemaal Schotten, evenals hun meester.

25 augustus gaat "Duncan" vanuit Glasgow de zee op. De volgende dag blijkt dat er nog een passagier aan boord is. Het blijkt de secretaris te zijn van de Parijse Geografische Vereniging, de Fransman Jacques Paganel. Vanwege zijn verstrooidheid klom hij de dag voor het vertrek van de Duncan, nadat hij de schepen had verwisseld (want hij wilde met de stoomboot van Schotland naar India varen), de hut in en sliep daar precies zesendertig uur om de pitching beter te dragen en ging pas aan dek tweede reisdag. Wanneer Paganel verneemt dat hij naar Zuid-Amerika vaart in plaats van naar India, is hij eerst wanhopig, maar, toen hij het doel van de expeditie leert kennen, besluit hij zijn plannen te wijzigen en met iedereen mee te varen.

Na de Atlantische Oceaan te zijn overgestoken en de Straat van Magellan te zijn gepasseerd, bevindt de Duncan zich in de Stille Oceaan en begeeft zich naar de kusten van Patagonië, waar, volgens sommige veronderstellingen, het biljet voor het eerst op die manier werd geïnterpreteerd, kapitein Grant kwijnt weg in gevangenschap onder de Indianen.

De passagiers van Duncan - Lord Glenarvan, Major McNabbs, Paganel, Robert en drie zeilers - landen aan de westkust van Patagonië, terwijl Helen Glenarvan en Mary onder de hoede van John Mangles op een zeilboot blijven die het continent rond moet reizen en wachten op reizigers aan de oostkust, bij Cape Corrientes.

Glenarvan en zijn metgezellen passeren Patagonië en volgen de zevenendertigste parallel. Tijdens deze reis beleven ze ongelooflijke avonturen. Robert verdwijnt tijdens een aardbeving in Chili. Een paar dagen zoeken eindigen in tranen - ze kunnen nergens een kind vinden. Wanneer het kleine detachement, alle hoop om hem te vinden heeft verloren, op het punt staat op weg te gaan, zien de reizigers plotseling een condor, die in zijn krachtige poten Robert draagt ​​en met hem in de lucht begint te zweven. McNabbs wil al een vogel neerschieten als hij ineens voorloopt op het goed gerichte schot van iemand anders. Een gewonde vogel, als een parachute, op zijn machtige vleugels laat Robert op de grond zakken. Het blijkt dat dit schot is afgevuurd door een inwoner genaamd Talcav. Hij wordt hun gids op de vlakten van Argentinië en later als een echte vriend.

In de pampa's worden reizigers geconfronteerd met de dood door dorst. Talcav, Glenarvan en Robert, wiens paarden niet erg moe zijn, gaan op zoek naar water en lopen de rest voor. Bij de rivier worden ze 's nachts aangevallen door een kudde rode wolven. Drie reizigers worden met de dood bedreigd. Dan springt Robert op de snelvoetige Tauka, het paard van Talcava, en, omdat hij het risico loopt door wolven in stukken te worden gescheurd, sleept hij de kudde van Glenarvan en Talcava. Hij slaagt erin de dood te vermijden. Hij voegt zich bij de groep van Paganel en 's ochtends ontmoet hij weer Glenarvan en Talcava die hij heeft gered.

Kort daarna, in het laagland, zal de ploeg de overstromingen moeten overleven als gevolg van het morsen van de rivieren. Reizigers slagen erin om een ​​uitgestrekte walnotenboom te beklimmen, die de bruine stroom niet uit de grond kon trekken. Daarop regelen ze een stop, maken zelfs een vuur. 'S Nachts trekt een orkaan nog steeds een boom tevoorschijn en daarop slagen mensen erin om naar het land te zwemmen.

Paganel komt met het idee dat aanvankelijk het briefje van Captain Grant verkeerd werd geïnterpreteerd en dat het niet om Patagonië ging, maar om Australië. Hij overtuigt de anderen overtuigend van de juistheid van zijn conclusie en de reizigers besluiten terug te keren naar het schip om verder te zeilen naar de kusten van Australië. Dus dat doen ze.

Ze verkennen, maar tevergeefs, twee eilanden die onderweg liggen - Tristan da Cunha en Amsterdam. Vervolgens nadert "Duncan" de Kaap Bernoulli, gelegen aan de Australische kust. Glenarvan is op het land geland. Een paar mijl van de kust is er een zekere Ierse boerderij, die reizigers verwelkomt. Lord Glenarvan vertelt de Ier wat hem naar deze landen heeft gebracht en vraagt ​​of hij enige informatie heeft over het Britse driemastschip Britain, dat ongeveer twee jaar geleden ergens voor de westkust van Australië is neergestort.

De Ieren hadden nog nooit van een gezonken schip gehoord, maar tot grote verbazing van alle aanwezigen kwam een ​​van zijn arbeiders, Ayrton genaamd, tussenbeide in het gesprek. Hij stelt dat als Captain Grant nog leeft, hij op Australische bodem is. Zijn documenten en verhaal bevestigen dat hij diende als bootsman in Groot-Brittannië. Ayrton zegt dat hij de kapitein uit het oog is verloren toen het schip op kustriffen neerstortte. Tot nu toe was hij ervan overtuigd dat alleen hij het hele team van Groot-Brittannië overleefde. Het is waar dat Ayrton beweert dat het schip niet op de westelijke maar op de oostelijke kust van Australië is neergestort, en als kapitein Grant nog in leven is, zoals het briefje aangeeft, wordt hij door de inboorlingen ergens aan de oostkust gevangen gehouden.

Ayrton spreekt met boeiende oprechtheid. Het is moeilijk om aan zijn woorden te twijfelen. Bovendien staat de Ier, voor wie hij diende, voor hem in. Lord Glenarvan gelooft Ayrton en besluit, op zijn advies, Australië door de zevenendertigste parallel over te steken. Glenarvan, zijn vrouw, de kinderen van kapitein Grant, een majoor, geograaf, kapitein Mangles en verschillende matrozen, verzamelden zich in een klein detachement en vertrokken op een reis onder leiding van Ayrton. "Duncan", die enige schade heeft opgelopen in het gebouw, gaat naar Melbourne, waar het de reparatie zal uitvoeren. Het jachtteam, onder leiding van assistent-kapitein Tom Austin, mag orders van Glenarvan verwachten.

Vrouwen rijden in een kar getrokken door zes stieren en mannen rijden op paarden. Tijdens de tocht passeren reizigers goudmijnen, bewonderen ze de Australische flora en fauna en in eerste instantie vindt de tocht plaats in redelijk comfortabele omstandigheden, in een bevolkt gebied. Een van de paarden breekt echter een hoefijzer. Ayrton volgt de smid en zet nieuwe hoefijzers op met een klaver - een teken van de Black Point-veeboerderij. Binnenkort zet een klein detachement zijn reis al voort. Reizigers zijn getuige van de resultaten van een misdaad begaan op Camden Bridge. Alle auto's, behalve de laatste, stortten in de rivier omdat de rails niet waren aangelegd. De laatste auto is beroofd, verschroeid, verminkte lijken liggen overal verspreid. De politie is geneigd te geloven dat deze misdaad het werk is van een bende weggelopen veroordeelden onder leiding van Ben Joyce.

Ayrton leidt al snel een detachement het bos in. Reizigers worden gedwongen voor onbepaalde tijd te stoppen, want voor hen ligt een stormachtige, gemorste rivier, die alleen kan worden doorwaadt als deze weer normaal wordt. Ondertussen sterven door een onbegrijpelijke ziekte alle stieren en paarden, behalve degene die met een klaverblad is beslagen. Op een avond ziet majoor McNabbs wat mensen in de schaduw van de bomen. Zonder iemand iets te zeggen, gaat hij op verkenning. Het blijkt dat dit veroordeelden zijn; hij besluipt hen en luistert hun gesprek af, waaruit blijkt dat Ben Joyce en Ayrton één persoon zijn, en zijn bende bleef de hele reis van de Glenarvan-ploeg bij hem in de buurt en concentreerde zich op het paard met het Black Point-hoefijzer. Terugkerend naar zijn vrienden, vertelt de majoor voorlopig niet over zijn ontdekking. Ayrton haalt Lord Glenarvan over om de "Duncan" uit Melbourne te bestellen om naar de oostkust te gaan - daar zouden de bandieten het jacht gemakkelijk in bezit nemen. De verrader krijgt bijna de opdracht op naam van de assistent-kapitein, maar dan stelt de majoor hem bloot en moet Ayrton vluchten. Voordat hij zich verstopt, verwondt hij Glenarvan in de arm. Na enige tijd besluiten reizigers een andere boodschapper naar Melbourne te sturen. In plaats van de gewonde Glenarvan, schrijft Paganel het bevel. Een van de matrozen gaat op reis. Ben Joyce verwondt de zeeman echter ernstig, neemt zijn brief van hem aan en gaat zelf naar Melbourne. Zijn bende steekt de rivier over via de brug, die in de buurt bleek te zijn, en verbrandt hem zodat Glenarvan hem niet kon gebruiken. Het detachement wacht tot het niveau van de rivier zakt, bouwt vervolgens een vlot en steekt de kalme rivier over op het vlot. Na de kust bereikt te hebben, realiseert Glenarvan zich dat de bende van Ben Joyce 'Duncan' al heeft overgenomen en, na het team te hebben onderbroken, in een onbekende richting is gegaan. Iedereen komt tot de conclusie dat het nodig is om de zoektocht stop te zetten, omdat er niets meer te doen is, en terug te keren naar Europa. Het blijkt echter dat het schip dat naar Europa vertrekt mogelijk heel lang moet wachten. Vervolgens besluiten de reizigers om naar Auckland, dat in Nieuw-Zeeland ligt, te zwemmen: vandaar vertrekken regelmatig vluchten naar Europa. In het kwetsbare kleine schip met de altijd dronken kapitein en matrozen, die de storm hebben overleefd waarin het schip is gestrand, bereikt Glenarvan met vrienden toch de kusten van Nieuw-Zeeland.

Daar worden ze gevangengenomen door inheemse kannibalen die ze gaan vermoorden. Dankzij Robert's vindingrijkheid weten ze echter uit gevangenschap te ontsnappen. Na een paar dagen reizen bereiken ze de oostkust van Nieuw-Zeeland en zien ze een cake bij de kust, en iets verderop - een groep inboorlingen. Reizigers zitten in de taart, maar de inboorlingen in verschillende boten achtervolgen hen. Reizigers in wanhoop. Na wat ze in gevangenschap moesten overleven, sterven ze liever, maar geven ze niet op. Plots ziet Glenarvan in de verte de Duncan met zijn eigen bemanning aan boord, wat hem helpt zich los te maken van zijn achtervolgers. Reizigers vragen zich af waarom de Duncan voor de oostkust van Nieuw-Zeeland ligt. Tom Austin toont een order die is geschreven door de hand van een verspreide Paganel die in plaats van 'Australië' te schrijven 'Nieuw-Zeeland' schreef. Door de fout van Paganel stortten de plannen van Ayrton in. Hij besloot in opstand te komen. Hij zat opgesloten. Nu vaart Ayrton, tegen haar wil, op de Duncan samen met degenen die hij wilde bedriegen.

Glenarvan probeert Ayrton te overtuigen om echte informatie te geven over de dood van Groot-Brittannië. De herhaalde smeekbeden en doorzettingsvermogen van Lady Glenarvan doen hun werk. Ayrton stemt ermee in om alles te vertellen wat hij weet, en in ruil daarvoor vraagt ​​hij dat hij wordt afgezet op een onbewoond eiland in de Stille Oceaan. Glenarvan accepteert zijn aanbod. Het blijkt dat Ayrton vóór de crash het "Groot-Brittannië" heeft verlaten. Hij werd geland door Harry Grant in Australië omdat hij probeerde in opstand te komen. Ayrton's verhaal werpt geen licht op de verblijfplaats van Captain Grant. Glenarvan houdt echter zijn woord. De "Duncan" drijft steeds verder, het eiland Tabor verschijnt in de verte. Daarop en besloot Ayrton te verlaten. Maar op dit stuk land, liggend op de zevenendertigste parallel, gebeurt er een wonder: het blijkt dat Captain Grant en twee van zijn matrozen hier onderdak vonden. In plaats daarvan blijft Ayrton op het eiland om zich te kunnen bekeren en boeten voor zijn misdaden. Glenarvan belooft dat hij ooit zal terugkeren.

En Duncan keert veilig terug naar Schotland. Mary Grant raakte al snel verloofd met John Mangles, met wie een teder gevoel haar tijdens hun reis samen verbond. Paganel trouwt met de neef van de majoor. Robert wordt, net als zijn vader, een dappere zeeman.