Sau chuyến hành trình ngoạn mục trong phần đầu, giáo sư Lidenbrock, người cháu Axel và anh hướng dẫn viên Hans vẫn chưa thể dứt bỏ niềm đam mê khám phá những bí ẩn dưới lòng đất. Lần này, họ tìm được một bản ghi chú cổ xưa hé lộ về một hệ thống hang động ẩn sâu bên dưới lớp đá bazan của Iceland - nơi chưa ai từng đặt chân tới. Họ quyết định chuẩn bị kỹ lưỡng hơn để đối mặt với những nguy hiểm tiềm ẩn: mang theo nhiều thực phẩm, thiết bị chiếu sáng, dụng cụ đo khí độc và bản đồ địa chất mới. Đoàn thám hiểm lên đường với nỗi háo hức và tự tin, nhưng đồng thời chẳng ai đoán trước được những gì họ sẽ đối diện bên dưới mặt đất tối tăm.

Khi tiến sâu vào lòng đất, đoàn thám hiểm liên tục gặp phải các hiện tượng kỳ lạ: nhiệt độ đột ngột tăng cao ở khoảng cách nhỏ, không khí trở nên khó thở bởi hàm lượng khí lạ, và những tiếng vang kỳ dị vang vọng từ xa như lời thì thầm của một thế giới bị lãng quên. Đôi khi, thành túi khí bất ngờ khiến cả nhóm loay hoay tìm cách thoát hiểm. Các mảng đá xếp chồng lên nhau, tạo thành những mê cung phức tạp, thử thách óc phân tích và lòng can đảm của giáo sư cùng đồng đội. Đằng sau mỗi khúc quanh, họ lại hy vọng tìm được manh mối dẫn đến một hang động rộng lớn hoặc di tích cổ đại đầy bí ẩn được nhắc tới trong ghi chú.

Cuối cùng, sau nhiều ngày kiên trì vượt qua các thử thách, cả nhóm bàng hoàng khi phát hiện một dòng sông ngầm với nước phát sáng màu xanh biếc uốn lượn giữa trần hang động khổng lồ. Sự rực rỡ huyền ảo của khung cảnh ấy khiến mọi người quên đi mệt mỏi. Trên các phiến đá, xuất hiện những hóa thạch của sinh vật lạ có hình dáng chưa được khoa học hiện đại ghi nhận. Chính tại nơi này, giáo sư Lidenbrock tin chắc rằng họ đã chạm tới thế giới mới, nơi thiên nhiên lưu giữ những bí mật nguyên thủy của địa cầu. Dẫu phía trước còn vô vàn nguy hiểm, ánh sáng và sự sống kỳ dị dưới lòng đất thôi thúc họ không ngừng tiến bước để vén màn mọi bí ẩn đang chờ.