1991年6月29日(土)に東宝系にて劇場公開作品。 TV版のラストから3年後のストーリー。テレビ版から続投するのはナディアとジャン、グランディス、サンソン、ハンソンの5人だけであり、マリーやキング、エアトン、エレクトラを始めとするノーチラス号乗組員はナディアの回想シーン以外では登場しない。この回想シーンは映画序盤で断続的に30分ほど続き、作画はテレビ版の流用である。TV版最終回で存在が明らかになった、エレクトラとネモ船長の子供も登場しない。 当初はガイナックスが制作する予定だったが、監督の庵野秀明はテレビ版で燃え尽きたとして担当せず、プロットとキャラクターデザインを作った段階でガイナックスは予算を使い果たしてなお完成させることができず、残りをグループ・タックが制作した。ガイナックスはプロットとデザインの他、劇中のテレビ版のダイジェストの編集のみを担当。そういったドタバタが災いしてか、映画自体は高い評価は得られなかった。武田康廣の回想録によれば、このときグループ・タックに踏み倒した格好の5000万円が返済されるのは『新世紀エヴァンゲリオン』のヒット以降になる[17]。
テレビ放送前の1984年3月11日より、宮崎駿が監督した「青い紅玉」と「海底の財宝」の2編を『風の谷のナウシカ』と同時上映。 「青い紅玉の巻」 悪の天才モロアッチ教授は、怪鳥メカ・プテラノドンでロンドンを混乱に陥れ、その隙に宝石店から青い紅玉を盗み出した。 だが、その宝石を何も知らぬスリのポリィがスってしまう。 一方ホームズは宝石店から盗まれた宝石を取り戻すよう内密に依頼を受ける。 宝石の行方を追うホームズとスリを追いかけるモロアッチの争奪戦が始まる! 「海底の財宝の巻」 ホームズとワトソンは突然、軍司令官の元に強引に呼び出された。 極秘で製造中の潜航艇を盗まれたという。犯人はどうやらモリアッチ教授のようだ。 盗んだ潜航艇を何に使おうとするのか、事件の鍵はライサンダー大佐が発見した海底に沈むナポレオンの財宝にあることをホームズは掴む!