Lord Glenarvan decide di partire alla ricerca del capitano Grant col suo yacht Duncan, guidato dal giovane comandante John Mangles. Fanno parte della spedizione lady Helena Glenarvan, il maggiore Mac Nabbs e i due figli del capitano Grant: la sedicenne Mary e il dodicenne Robert. Si unirà a costoro il cartografo francese Jacques Paganel, imbarcatosi distrattamente sul Duncan anziché su una nave diretta in India. Si fa rotta dapprima per il Sud America (la Patagonia, l'isola Tristan da Cunha, l'isola Amsterdam) e successivamente per l'Australia e per le isole dell'Oceano Pacifico. L'Australia è descritta nel romanzo come una terra vergine e aspra, come appariva ancora agli europei a metà del XIX secolo. In Australia trovano il precedente quartiermastro del Britannia, Ayrton, che si offre di condurli al sito del naufragio. Sfortunatamente Ayrton, il cui vero nome è Ben Joyce, è un traditore che non era presente durante il naufragio del Britannia, ma che era stato abbandonato in Australia in seguito ad un tentativo di ammutinamento allo scopo di trasformare il Britannia in una nave pirata. Ayrton tenta di impossessarsi anche del Duncan, ma per sua sfortuna anche questo tentativo fallisce. Ayrton, fatto prigioniero, si offre di scambiare quello che sa del capitano Grant in cambio dell'essere abbandonato su un'isola deserta, invece di essere consegnato alle autorità inglesi. Il Duncan fa rotta per l'Isola Tabor, che per pura fortuna si rivela essere il riparo del capitano Grant. Qui Ayrton viene abbandonato perché riguadagni la sua umanità nella solitudine; ritroveremo Ayrton nel terzo ed ultimo capitolo della trilogia verniana, L'isola misteriosa.