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著名的海洋研究学家及水下考古考古学家苏红博士拥有四枚加勒比海盗藏在深海中的上古勋章的仿制品，四枚勋章分别代表了智慧、勇气、友谊和正义。这一天，苏红博士召集阿力和贝贝，交代他们如果能够完成一项任务将会获赠一枚勋章，如果能够收集齐四枚勋章，小家伙们将获邀去泉州参加海洋博物馆的开幕仪式，并将获得博士赠送的神秘奖励，这让小潜艇们激动不已，跃跃欲试！
阿力和贝贝和海上摩托艇蛙蛙、宠物猴淘淘、海上单脚滑行艇石头等小伙伴一起，团结合作、不畏困难，相继出色完成了地中海埃及女王皇冠搜寻、北冰洋佩斯号残骸搜寻、阿拉伯海古城石板搜寻、整合沉船文物保护的任务，陆续获得博士颁发的四枚勋章并回到泉州，经历惊险的搜寻后找到郑和沉船的船锚，把这珍贵的文物当做礼物送给即将开幕的泉州海洋博物馆。
小潜艇们不负众望完成了苏红博士交给他们的所有任务，苏红博士兑现自己的诺言，她安排在泉州海洋博物馆开幕式上，燃放了小潜艇形象的烟花作为惊喜奖励。
通过海洋探险的经历，小潜艇们不仅变得更加成熟、勇敢、团结、合作，还了解到悠久的海洋文明、学会了海洋文物保护等很多有用的知识，从而成为真正的潜艇小英雄！