Mientras la ciudad de Oxford se prepara para la Navidad, Penelope Quills sólo desea una cosa: estudiar la fauna submarina. A sus catorce años, su vida transcurre entre los animales disecados y los fósiles del Museo de Curiosidades que posee su familia, pero el invierno de 1874 acaba trayéndoles algo más que nieve. Cerca de la costa de Cornualles, unos pescadores han capturado algo sorprendente: una sirena. Exhibir una criatura así promete un éxito garantizado, aunque los dueños del museo no son los únicos interesados en ella. Pronto Penelope descubre que su nuevo amigo, Glauco, no está en la superficie por casualidad. Y entretanto, en lo más profundo del océano, el ejercito de Nueva Atlántida se dispone a enfrentarse a su peor enemigo.