随着北风，海尔等人乘着热气球接近了南极的上空，在这里海尔兄弟和大家受到了严寒的袭击。为了尽快离开这里爷爷准备套住冰块使热气球停下来，可是由于气球的重量不够无法下降到地面，克鲁德自告奋勇下了气球去捡冰块来增加气球的重量，没想到因为另一座冰山的撞击，气球又飞了起来，克鲁德努力抓住了气球的缆绳，爬上了气球，大家继续向南极前进了。

突遇暴风、看到极光、冰川火山，海尔兄弟一行终于来到了既奥妙无穷又充满险情的南极。热气球终于损毁，大家迫降在南极冰川上，克鲁德在强烈撞击中坠下气球，与大家失散了。

大家发现克鲁德的失踪后无计可施，只好沿路寻找，途中爷爷变得心事重重。海尔兄弟发现企鹅的足迹中有克鲁德的鞋印，判断克鲁德一定是跟着企鹅走了，不久发现企鹅队列，为了追上企鹅们海尔兄弟抄近路，掉进了一个冰窟窿，他们意外地发现了残杀企鹅的木板房加工厂。爷爷找到了出口，救了海尔兄弟，看着海尔疑惑的眼神，于是为他们讲起了发生在多年前的一个故事。

爷爷回忆多年前“海升号”登陆南极的时候，他还是一个孩子。当时的生产队在一次狂风中侥幸生还，全因企鹅群围成了圈，为他们挡住了风暴，救了他们一命。但船员们以怨报德，开始肆意地残杀企鹅。他们造了木板房，配置了很多加工企鹅油的机器，所有被杀死的企鹅都送到这里。爷爷讲到这里已经再也说不下去，他担心企鹅会报复克鲁德。但是，当企鹅簇拥着克鲁德找到他们时，每个人都被感动了。

探险号救起了在寒冷中的海尔兄弟他们，但在通往南极探险的道路上，教授和海尔兄弟他们又遇到了下降的风暴，在零下几十度的气温下，探险船被冰层围困。为了冲破冰原，海尔兄弟制造炸弹炸毁冰层，开辟了一条道路，终于脱险。

探险号在低温下几乎成为一堆废铁，任何的碰撞都有可能船毁人亡，大家小心地驶出冰盖，穿过了几十米高的冰洞，却又被立刻冻起来的冰层团团包围，更大的风暴圈在等着海尔兄弟、教授这一群探险的人们。大家和风暴搏斗，最终取得了风暴后的胜利。