버뮤다 삼각지대에서 아틀란티스의 후손인 수중인간들에게 내려진 포세이돈의 신탁을 해결한 노빈손은 라파누이 섬에서 수중인간 싸우리우스가 준 고물 시계 하나를 갖고 집으로 돌아가기 위해 여러 가지 방법을 생각하다가 잠이 든다.
그러나 잠에서 깨어났을 때는 90여 년 전의 남극횡단 탐험대였던 섀클턴의 ‘인듀어런스’ 호에 타고 있는 자신을 발견하게 된다. 고물 시계가 타임머신이 되어 노빈손을 남극으로 데려간 것이다.
얼떨결에 남극횡단 탐험대원이 된 빈손을 실은 ‘인듀어런스’ 호는 항해 도중 거대한 얼음 진창을 만나게 된다. 얼음 진창은 곧 얼어버리고 배는 얼음 속에 갇혀 꼼짝도 못하게 된다. 그렇게 부빙과 함께 운명을 같이하던 인듀어런스 호는 사방에서 밀어붙이는 부빙들에 의해 난파되고 만다. 자신의 오랜 꿈을 잃고 슬픔에 잠겨 있는 섀클턴에게 대원들을 살려야 한다며 용기를 불어넣다 호된 꾸지람을 당한 빈손은 다음날 새벽녘이 되어 잠결에 빠져든다.
비몽사몽간에 내뱉는 말에 따라 시간여행을 떠나는 시계로 인해 빈손은 이후 아문센의 남극 탐험대에 합류하게 된다. 아문센과의 탐험과정에서 크레바스로 떨어질 뻔하기도 하고, 남극의 오로라 등 신비한 현상을 경험하기도 하면서 빈손은 그와 함께 감동의 남극점을 정복하게 된다.
남극점을 정복한 노빈손은 출발 직전 휴식시간에 다시 텐트 안에서 잠이 들면서 아문센과 남극점 정복 경쟁을 벌였던 스코트를 언급하게 되고, 그가 눈을 떴을 때는 시계의 조작으로 인해 잠들었던 바로 그 극점에서 스코트와 만나게 된다.
남극점 정복 경쟁에서 패배한 스코트는 아문센이 남극점을 출발한 지 한 달이 지난 후에 그곳에 도착했다. 노빈손은 스코트와 남극점을 떠나 귀환하면서 스코트의 탐험대원뿐 아니라 스코트마저 죽음의 땅 남극에서 장렬하게 죽어가는 장면을 목격한다. 또한 이 과정에서 비록 경쟁에서는 패배했지만 하루에 두 개씩밖에 먹지 못하는 비스킷 작은 봉지를 생일 맞은 대원에게 주려 하는 스코트의 모습은 한 사람의 영웅으로서 하나도 부족함이 없음을 깨닫게 된다.
스코트의 죽음으로 혼자 남극에 남게 된 노빈손은 살기 위해 해를 따라 서쪽을 향해 이동한다. 이동 과정 중에 화산도 발견하게 되고, 남극의 사막인 드라이밸리를 지나가게도 된다. 또한 공룡뼈를 발견하기도 하고 눈앞의 물체가 갑자기 사라지는 현상인 화이트 아웃도 경험한다. 그토록 어렵게 어렵게 이동하던 빈손은 결국 크레바스 속으로 떨어지고 만다.
그러나 혼미한 지경에서 김치랑 된장찌개를 먹고 싶다는 생각은 고물 시계가 노빈손을 세종기지로 데려다놓는 계기가 된다.
세종기지로의 귀환은 시간여행이 아니라 바로 현재로 돌아오게 된 것을 말한다. 그리고 오랜 동안의 모험을 마친 빈손은 마침내 비행기에 올라 그리운 가족의 품으로 돌아오게 된다.