26. јуна 1864. године посада јахте Дунцан, у власништву лорда Едварда Гленарвана, истакнутог члана Тхамес Роиал Иацхт Цлуба и богатог шкотског земљопосједника, ухвати морски пас у Ирском мору, у чијем стомаку налази боцу са нотом на три језика: енглеском, немачком и француском . У белешци се укратко каже да су током пропасти „Британаца“ спашена тројица - капетан Грант и два морнара, да су пали на неку земљу; означена је и географска ширина и дужина, али је немогуће разабрати о каквој дужини је - лик је замагљен. У биљешци пише да су спашени на тридесет седмом степену једанаесте минуте јужне ширине. Земљописна дужина није позната. Стога потрага за капетаном Грантом и његовим друговима мора бити негде на тридесет седмој паралели. Британски адмиралитет одбија да обезбеди спасилачку експедицију, али лорд Гленарван и његова супруга одлуче да учине све што је могуће како би пронашли капетана Гранта. Упознају дјецу Харрија Гранта - шеснаестогодишњу Марију и дванаестогодишњег Роберта. Јахта је опремљена за једрење на дуже стазе, у којој желе да учествују Господова супруга Хелен Гленарван, врло љубазна и одважна млада жена, и деца капетана Гранта. Мајор МцНаббс, педесетак, скроман, тих и добродушан, блиски сродник Гленарван, такође учествује у експедицији; тридесетогодишњи капетан "Дунцана" Јохн Манглес, рођак Гленарвана, човек храбрости, љубазан и енергичан; Помоћник капетана Том Аустин, стари поуздан морнар, и двадесет и три члана посаде, сви Шкоти, као и њихов господар.
25. августа „Дунцан“ креће на море из Глазгова. Следећег дана, испоставило се да на броду постоји још један путник. Испоставило се да је секретар Паришког географског друштва, Француз Јацкуес Паганел. Због одсутности, дан пре поласка Дунцана, помешајући бродове (јер је желео да уплови у Индију бродом у Шкотској), попео се у кабину и тамо преспавао тачно тридесет шест сати како би боље носио питцхинг, и није отишао на палубу све док други дан путовања. Када Паганел сазна да плови за Јужну Америку уместо Индију, прво је очајан, али потом, сазнајући за сврху експедиције, одлучује да измени своје планове и отплује са свима.
Након преласка Атлантског океана и проласка кроз тјеснац Магеллан, Дунцан се нашао у Тихом океану и упутио се ка обали Патагоније, где је, према неким претпоставкама, белешка први пут протумачена на тај начин, капетан Грант лежи у заточеништву међу Индијанцима.
Дунцанови путници - лорд Гленарван, мајор МцНаббс, Паганел, Роберт и три морнара - слете на западну обалу Патагоније, док Хелен Гленарван и Мари, под бригом Јохна Манглеса, остају на једрилици која би требало да обилази континент и чека путнике на источној обали, код рта Цорриентес.
Гленарван и његови другови пролазе кроз Патагонију, пратећи тридесет седму паралелу. Са њима се на овом путовању догађају невероватне авантуре. Роберт нестаје током земљотреса у Чилеу. Неколико дана тражења завршава се у сузама - нигде не могу да нађу дете. Када се мали одред, изгубивши сваку наду да ће га наћи, путници изненада виде кондора који у својим моћним шапама носи Роберта и почиње да лебди с њим по небу. МцНаббс већ жели да устријели птицу када је изненада испред неког доброг циљаног мета. Рањена птица, попут падобрана, на својим моћним крилима спушта Роберта на земљу. Испада да је овај хитац испалио рођени Талцав. Постаје њихов водич по аргентинским равницама, а касније и као прави пријатељ.
У пампама се путници суочавају са смрћу од жеђи. Талцав, Гленарван и Роберт, чији коњи нису баш уморни, крећу у потрагу за водом и напредују од осталих. Ноћу на реци их напада јато црвених вукова. Три путника суочена су са непосредном смрћу. Тада Роберт скочи на брзи Таука, Талкавин коњ, и, ризикујући да га вукови растргну, комадић повуче стадо из Гленарвана и Талкаве. Успева да избегне смрт. Придружује се Паганеловој групи и ујутру се поново среће са Гленарваном и Талцавом које је спасио.
Убрзо након тога, у низини, тим ће морати да преживе поплаве због изливања река. Путници успевају да се попну на простирано дрво ораха, које смеђи поток није могао да извуче из земље. На њему приређују заустављање, чак и ватру. Ноћу, ураган још увек извади дрво, а на њему људи успевају да пливају доле.
Паганел долази на идеју да у почетку напомена капетана Гранта буде погрешно интерпретирана и да се не ради о Патагонији, него о Аустралији. Он убедљиво увјерава остале у исправност свог закључка, а путници се одлучују вратити на брод како би наставили пловидбу до обала Аустралије. Тако и они раде.
Они истражују, али узалуд, два острва која леже уз пут - Тристан да Цунха и Амстердам. Затим се „Дунцан“ приближава рту Берноулли, који се налази на аустралијској обали. Гленарван је слетио на копно. Неколико километара од обале налази се одређена ирска фарма, која угошћује путнике. Лорд Гленарван говори ирском човеку шта га је довело у ове земље и пита га има ли информација о британском броду с три мастера, који се срушио пре две године негде код западне обале Аустралије.
Ирци никада нису чули за потонути брод, али, на велико изненађење свих присутних, у његов разговор умешао се један од његових радника, по имену Аиртон. Он каже да је, ако је капетан Грант још увек жив, на аустралијском тлу. Његови документи и прича потврђују да је у Британији служио као чамац. Аиртон каже да је изгубио вид из капетана када се брод срушио на обалске гребене. До сада је био уверен да је од читавог тима Британије преживио само он. Тачно, Аиртон тврди да се брод срушио не на западној, већ на источној обали Аустралије, а ако је капетан Грант још увек жив, као што напомена каже, држе га заточеници негде на источној обали.
Аиртон говори са задивљујућом искреношћу. Тешко је сумњати у његове речи. Поред тога, Ирац, за кога је служио, потврђује за њега. Лорд Гленарван верује Аиртону и, по његовом савету, одлучује да пређе Аустралију тридесет седме паралеле. Гленарван, његова супруга, деца капетана Гранта, мајора, географа, капетана Манглеса и неколико морнара, окупљених у мали одред, кренули су на пут који је водио Аиртон. "Дунцан" је, пошто је задобио одређену штету у згради, креће ка Мелбоурну, где је планирано да изврши његову поправку. Тим јахти, на челу са помоћним капетаном Томом Аустином, требало је да очекује наређења од Гленарвана.
Жене јашу у колицима које вуче шест бикова, а мушкарци јашу коње. Током путовања путници пролазе поред рудника злата, диве се аустралијској флори и фауни, а прво се одвија у прилично удобним условима, у насељеном подручју. Међутим, један од коња пробија поткову. Аиртон слиједи ковача и поставља нове поткове са шљокицама - знак ранча говеда Блацк Поинт. Убрзо, мали одред већ наставља свој пут. Путници су сведоци резултата злочина почињеног на мосту Цамден. Сви аутомобили, осим последњег, срушили су се у реку због чињенице да шине нису биле положене. Последњи аутомобил је опљачкан, спаљен, осакаћени лешеви су разбацани свуда. Полиција је склона да верује да је овај злочин дело банде бежећих осуђеника на челу са Бен Јоицеом.
Аиртон ускоро води одред у шуму. Путници су принуђени да се зауставе на неодређено време, јер је пред њима олујна просута река, која се може прошетати тек кад се врати у нормалу. У међувремену, због неразумљиве болести, сви бикови и коњи умиру, изузев оне која је била обучена тротоарима. Једне вечери, мајор МцНаббс види неке људе у сенци дрвећа. Не реци никоме никоме, он иде на извиђање. Испада да су ово осуђени; он се прикраде за њих и прислушкује њихов разговор, из кога постаје очигледно да су Бен Јоице и Аиртон једна особа, а његова банда је држала близу њега током читавог путовања Гленарванског одреда преко копна, фокусирајући се на коњску стазу са потковом Блацк Поинт. Враћајући се својим пријатељима, главни за сада им не говори о његовом открићу. Аиртон убјеђује лорда Гленарвана да наређује "Дунцану" из Мелбоурнеа да оду на источну обалу - тамо би разбојници лако преузели јахту. Издајник је готово добио наређење у име помоћног капетана, али тада га мајор разоткрива и Аиртон мора да побегне. Пре него што се сакрио, ранио је Гленарвана у руку. Након неког времена, путници одлучују послати још једног гласника у Мелбоурне. Уместо рањеног Гленарвана, Паганел пише наређење. Један од морнара креће на пут. Међутим, Бен Јоице озбиљно озлиједи морнара, узме му писмо и оде сам у Мелбоурне. Његова банда прелази реку преко моста, за коју се испоставило да је у близини, а затим је спали да је Гленарван не може да користи. Одред чека да ниво реке падне, па изгради сплав и пређе мирну реку на сплав. Стигавши до обале, Гленарван схвата да је банда Бен Јоице-а већ преузела „Дунцан“ и, прекинувши тим, кренуо је у непознатом правцу. Сви закључују да је потребно зауставити потрагу, јер више ништа не треба радити, и вратити се у Европу. Међутим, испоставило се да ће брод који креће у Европу можда морати сачекати јако дуго. Тада се путници одлучују да пливају до Окланда који је на Новом Зеланду: одатле су летови за Европу редовни. У крхком малом броду са заувек пијаним капетаном и морнарима, преживевши олују током које је брод насукао, Гленарван са пријатељима ипак стиже до обале Новог Зеланда.
Тамо их заробљавају домороци-канибали који ће их убити. Међутим, захваљујући Робертовој сналажљивости, успевају да побегну из заробљеништва. Након неколико дана путовања стижу до источне обале Новог Зеланда и у близини обале виде колач, а мало даље - групу домородаца. Путници сједе за питу, али домороци у неколико чамаца их прогоне. Путници у очају. Након онога што су морали да преживе у заточеништву, радије умиру, али не одустају. Одједном, у даљини, Гленарван угледа Дунцана са властитом посадом на броду, што му помаже да се одвоји од својих прогонитеља. Путници се питају зашто се Дунцан налази уз источну обалу Новог Зеланда. Том Аустин показује наређење написано руком раштрканог Паганела који је, уместо да пише „Аустралија“, написао „Нови Зеланд“. Због Паганелове грешке, Аиртонови планови су пропали. Одлучио је да се побуни. Био је затворен. Сада Аиртон, против своје воље, плови Дунцаном заједно са онима које је желела да превари.
Гленарван покушава да убеди Аиртона да пружи истините информације о смрти Британије. Поновљени приговори и упорност Лади Гленарван раде свој посао. Аиртон пристаје да каже све што зна и у замену за то тражи да се он одбаци на неко ненасељено острво у Тихом океану. Гленарван прихвата његову понуду. Испада да је Аиртон напустио "Британију" пре пада. У Аустралији га је слетио Харри Грант због покушаја побуне. Аиртонова прича не баца свјетлост на мјесто гдје је капетан Грант. Међутим, Гленарван држи своју реч. "Дунцан" плута даље и даље, у даљини се појављује острво Табор. На њему је одлучио да напусти Аиртон. Међутим, на овом комаду земље, који лежи на тридесет седмој паралели, догађа се чудо: испоставило се да су управо овде капетан Грант и двојица његових морнара нашли уточиште. Уместо тога, Аиртон остаје на острву да би се могао покајати и помирити своје злочине. Гленарван обећава да ће се једног дана вратити.
А Дунцан се сигурно враћа у Шкотску. Мари Грант убрзо се заручила за Јохна Манглеса, с којим ју је њежан осјећај повезао током њиховог заједничког путовања. Паганел се удаје за рођака мајора. Роберт, као и његов отац, постаје храбар морнар.