Хирург Сальватор занимается исследованиями, одна из их основных тем — пересадка органов, в том числе межвидовая. Однажды Сальватору приносят на лечение ребёнка, который неизбежно должен умереть — его лёгкие слишком слабы. Борясь за жизнь ребёнка, хирург пересаживает ему жабры молодой акулы, благодаря чему ребёнок остаётся жив и получает возможность жить под водой. Сальватор говорит родителям ребёнка, что тот умер, оставляет мальчика у себя и воспитывает его сам. Так на свет появляется Ихтиандр — человек-рыба.

Действие книги начинается спустя много лет, когда Ихтиандр уже вырос. Он живёт у Сальватора, плавает в океане, куда выбирается подводным туннелем, ведущим от виллы Сальватора. Человек-рыба не остаётся незамеченным — то он разрежет рыбацкие сети, то его заметят рыбаки или ловцы жемчуга, когда он плавает на дельфине и трубит в раковину. По побережью уже ходят слухи о «морском дьяволе», живущем в океане. Ловцы жемчуга боятся нырять, рыбаки — выходить на промысел. Капитан Педро Зурита, промышляющий ловлей жемчуга, раздражён слухами, идущими ему в убыток, но быстро понимает, что за слухами кроется что-то реальное. Он решает, что «морской дьявол» — это разумное животное, которое неплохо было бы поймать и использовать. Попытки поймать «дьявола» сетями не удаются. Зурита вскоре убеждается, что «дьявол» как-то связан с Сальватором. Под видом деда больной индейской девочки в поместье приходит Кристо — агент Зуриты. Он входит в доверие к Сальватору и со временем узнаёт об Ихтиандре.

Ихтиандр спасает тонущую в море девушку — Гуттиэре, приёмную дочь Бальтазара, одного из подручных Зуриты. Оказавшийся поблизости на берегу Зурита находит Гуттиэре и уверяет девушку, что это он её спас. Поражённый красотой Гуттиэре, Ихтиандр хочет увидеть её снова, но он совершенно не знает жизни на берегу. С помощью Кристо он совершает несколько выходов в город, находит девушку, встречается с ней. У Гуттиэре есть возлюбленный по имени Ольсен, но она испытывает симпатию к странному юноше. Но в конце концов Зурита, более богатый и могущественный, берёт Гуттиэре в жёны и увозит в своё поместье. Ихтиандр, узнав о случившемся от Ольсена, отправляется за девушкой, но в результате сам попадает к Зурите. Его сначала принуждают добывать жемчуг, приковав на длинную цепь, а потом отправляют, якобы по просьбе Гуттиэре, собрать ценности с недавно затонувшего корабля. Гуттиэре удаётся крикнуть Ихтиандру, что Зурита лжёт и что ему надо спасаться. Ихтиандр бежит.

Кристо сообщает Бальтазару о своём предположении, что Ихтиандр — сын Бальтазара, которого много лет назад отнесли на лечение к Сальватору. Бальтазар хочет добиться, чтобы ему вернули сына, и подаёт жалобу прокурору. Одновременно к прокурору обращается и Зурита. Местный епископ также выступает против Сальватора, обвиняя его в богохульных опытах. Полиция берёт Сальватора и Ихтиандра под стражу.

К этому моменту из-за слишком частого длительного пребывания на воздухе состояние Ихтиандра ухудшается. Легкие у него атрофируются. Отныне он должен почти всё время проводить в воде.

В суде Сальватор рассказывает историю Ихтиандра. Его приговаривают к тюремному заключению, а на Ихтиандра, признанного, из-за незнакомства с реалиями жизни, недееспособным, получает права опекунства Зурита. По настоянию епископа Ихтиандра решают убить, отравив цианистым калием. Сальватор - светило науки, очень богатый человек, поэтому несправедливого правосудия он не боится. Он знает, что срок его заключения будет недолгим, и он скоро окажется на свободе. Благодаря помощи смотрителя тюрьмы, жене которого Сальватор незадо