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Un volcán destruirá todo el hemisferio sur, si un científico, que viaja a bordo del Seaview, no llega hasta su interior, para impedir una erupción inminente. Cuando la tripulación descubre que el volcanólogo es, en realidad, un viejo alquimista con intenciones muy distintas de las que confesaba en un primer momento, puede ser demasiado tarde.

Los hombres del Seaview disfrutan de un alegre espectáculo de marionetas sin sospechar que, uno por uno, irán siendo sustituidos por estos muñecos, cuando un poder extraterrestre elige su submarino para empezar la invasión del planeta. El Almirante Nelson y el Capitán Crane se enfrentarán solos a la desesperada situación.

El Almirante Nelson viaja, en el Submarino Volador, con un militar, de origen holandés, en medio de una fuerte tormenta. Su cometido es averiguar la desaparición de cuatro barcos de la armada en esas aguas. Antes de ser derribados por un rayo, aparece ante sus ojos un buque fantasma. Ya en tierra, y a salvo, se refugian en una cueva y sobre Nelson cae una antigua maldición.

El Seaview ha sido habilitado como base experimental de lanzamiento al espacio. Desde allí, el Señor Morton junto con un astronauta partirán en una cápsula para dar tres vueltas al rededor de la tierra. Pero, ya en el exterior, pierden la comunicación con la base. Un extraño ser se encuentra junto a ellos. Cuando quieren darse cuenta de lo ocurrido, han llegado al planeta Venus.

La misión del Seaview es la de transportar y entregar una poderosa arma secreta, guardada en la sala de misiles. Desconociendo lo que se traen entre manos, Sharkey y Kowalsky intentan manipular el silo en el que está guardada. El peligro de explosión parece inminente, y, mientras intentan impedirla, los hombres del Seaview van desapareciendo, uno por uno.

El Almirante Nelson aparece en un programa de televisión que se emite en todo el mundo, asesinando a un científico con el que mantiene una vieja disputa. En el Instituto Nelson de Investigación Marina están siguiendo el programa, en directo, el Capitán Crane junto con el verdadero Almirante Nelson. No pueden dar crédito a lo que ven.

Nelson y Sharkey viajan en el Submarino volador hacia territorio africano donde un científico ha inventado una máquina que puede controlar el comportamiento de los gorilas. Además, ha logrado capturar un raro ejemplar albino que, al escaparse de su jaula, le mata. El ambicioso ayudante del fallecido embarca en el Seaview junto con el gorila y la máquina.

Dos individuos aparecen, mediante de un extraño artilugio, en el interior del Seaview. Vienen del futuro y tienen órdenes concretas: secuestrar al Almirante Nelson para que forme parte de una colección de grandes militares y estrategas con la que se entretiene un habitante de los siglos venideros.

El radar detecta la cercana presencia una nave hostil. Cuando el Seaview intenta contraatacar su ofensiva, los torpedos parecen haber sido desactivados desde el interior mismo del submarino. Mientras, el Capitán Crane, en el Submarino Volador, debe descubrir una base secreta enemiga en el fondo del océano, pero al acercarse a ella, también es atacado y hundido.

Nelson, Sharkey y un marinero recalan en una isla, respondiendo a la llamada de socorro de un científico que, antes de morir, les previene contra un extraño invasor que pretende destruir a la humanidad. Después de acercarse a una orquídea, que el científico tenía en su lugar de trabajo, el marinero dispara contra sus oficiales. Trasladan la planta al Seaview, y ésta parece apoderarse de la voluntad del Almirante.

El Seaview se encuentra con dificultades técnicas. Cuando emerge a la superficie, el Almirante y el Capitán observan un eclipse total de sol que no estaba previsto y algo, parecido a un dinosaurio, se asoma a la ventana de observación. La hipótesis de Nelson es que han retrocedido un millón de años en la Historia. Por el submarino se pasea un curioso personaje que dice poseer una máquina del tiempo.

El Seaview va a servir de reclamo para que la flota pruebe un nuevo equipo de detección, pero se encuentra con dificultades técnicas. Cuando Nelson se dispone a reparar la avería, algo falla y está a punto de morir asfixiado. Por suerte, un pequeño respirador le salva la vida. Cuando parece recuperado, su extraña y paranoica actitud pone en grave peligro al submarino.

En el fondo del océano se producen explosiones que afectan al Seaview, pero nadie puede explicar las causas. El Capitán Crane, Sharkey y Kowalsky se trasladan al Submarino Volador para investigar el fenómeno pero ellos también sufren una nueva sacudida. A través de la ventana de observación, Crane descubre a un ser mitad pez mitad humano.

El Seaview debe dar escolta a un barco en el que se encuentran el Shah de Persia y el Presidente de los Estados Unidos, cuando fenómenos inexplicables se suceden a bordo del submarino, mientras el Almirante cree estar viendo visiones cuando aparece, en su camarote, el pirata Barbanebra.

En el Mar de Irlanda, los hombres del Seaview tienen por misión inspeccionar una instalación submarina de defensa que contiene poderosas armas. Un legendario y ambicioso hombrecillo les dificultará la tarea, mientras su bondadoso hermano contrarresta su influencia.

El Departamento de defensa alerta a Nelson sobre la caída de un OVNI en las aguas en las que se encuentra el Seaview. Cuando rescatan la cápsula son incapaces de abrirla. Poco después, saldrá de ella un extraterrestre que dice venir en son de paz. El Capitán Crane no le cree, el Almirante parece dudar.

Cuando el Capitán Crane examina el correcto funcionamiento del giroscopio, en el Submarino Volador, divisa un objeto que no puede identificar. Poco después, recibe un mensaje de socorro del Seaview, pero la comunicación se corta. Cuando regresa al submarino, éste parece vacío. Es el comienzo, para el Capitán, de una pesadilla demasiado real

Enormes bloques de hielo dificultan la llegada del Seaview hasta una expedición científica que se encuentra en el Antártico. Sin embargo, la temperatura del agua es superior a los cuarenta grados. Los experimentos de la expedición parecen tener algo que ver con el fenómeno. Cuando los científicos están ya a bordo del Seaview, un ser monstruoso empieza a atacar

Un agente secreto se encuentra a bordo del Seaview para descubrir, en el Atlántico, la ubicación de un laboratorio submarino, desde el que un equipo de científicos terroristas hacen chantaje a distintos países: si no pagan una elevada suma de dinero, hunden sus barcos. El Capitán Crane sospecha del agente, y está en lo cierto: resulta ser el cabecilla del grupo.

El Capitán Crane se dispone a probar, en el batiscafo del Seaview, una nueva atmósfera que permite descender a una enorme profundidad. La primera prueba parece un éxito. Sin embargo, pronto empieza a sentirse mal: está experimentando una aterradora metamorfosis.

El Capitán Crane, junto con Kowalsky, se encuentra en el Submarino Volador, sobre territorio italiano, pero sólo divisan lo que parece ser una enorme selva tropical. De vuelta al Seaview, la temperatura es extraordinariamente alta; poco después, la misma vegetación que divisaron desde el aire, empieza a invadir el submarino.

El Seaview consigue emerger muy cerca del casquete polar, pero la temperatura del agua es muy alta para aquella latitud. Cuando observan el exterior, sólo pueden ver fuego. Detrás de él, se esconden unos seres extraterrestres compuestos de hielo que se disponen a emprender la conquista del planeta.

Un platillo volante destruye totalmente la flota de los EE.UU. en el Pacífico. Desde una base secreta submarina, una civilización alienígena tiene todo preparado para empezar un ataque, a gran escala, contra la tierra; mientras, un disidente intenta ayudar a los hombres del Seaview a impedir la invasión.

En su despacho del Instituto de Investigación Marina, Nelson recibe una llamada del Pentágono: el Seaview debe transportar un arma secreta vital para la defensa, pero se tiene constancia de que un agente enemigo se encuentra a bordo del submarino y todas las sospechas recaen sobre el Capitán Crane.

Crane entra en estado de coma después de recibir una gran carga radioactiva cuando intentaba solventar una avería en el reactor del Seaview. En la enfermería, se prueba con él una máquina antirradiación; su inventor se encuentra allí. Cuando Crane parece despertar del coma, se dirige a la cabina de Nelson y le asesina a sangre fría. Está siendo objeto de un diabólico experimento relacionado con una cuarta dimensión.

Una bomba, en el interior del Seaview, hace explotar al submarino. Todos sus tripulantes mueren. Cuando Nelson recibe, en su despacho del Instituto, la terrible noticia, se había logrado introducir en él, un viejo conocido: el inventor de la máquina del tiempo. Con el pretexto de ser capaz del salvar al Seaview y a sus hombres, intenta cambiar la historia de los EE.UU.