収録話：第1話 - 第11話

西暦1889年、世界中の海で謎の怪獣による船舶遭難事故が相次いで起こった。その事件によって父親が行方不明になった発明好きの少年ジャン・ロック・ラルティーグは、飛行機コンテストに参加するため、パリ万国博覧会にやってきた。セーヌ川の岸辺で叔父と共にコンテストに向けて機体を整備していた時、上の道を自転車で走り去る少女、ナディアを見かけ一目惚れする。ジャンは後を追って行きエッフェル塔の展望台で友達になろうとするが、そこにナディアの持つ宝石・ブルーウォーターを狙うグランディス一味が現れる。その場から逃げ去ったナディアだが、その身のこなしとライオンのキングの存在で行き場所はサーカスと察したグランディス一味によって連れ去られかける。だが同じくナディアの公演を目当てにサーカスを見に来ていたジャンによって助けられジャンの家で夜を明かす。そこに再び万能戦車グラタンに乗ったグランディス一味が現れジャンが発明した飛行機に乗って逃げることにする。

そのままナディアの生まれ故郷と思われるアフリカまで行こうとするが途中で故障し漂流することになり、アメリカの戦艦に助けられる。追いすがってきたグラタンは戦艦に撃破されるが、今度は戦艦が謎の怪獣に襲われジャンたちは再び漂流することに。再び漂流したジャンとナディアは謎の人物ネモ船長が指揮する万能潜水艦ノーチラス号に救助され、飛行機を直してもらいフランスに帰ることにするが、途中ある島に近づいた際に攻撃されて不時着する。

その島はガーゴイルを首領とする秘密組織ネオ・アトランティスに占領されており、グランディス一味も漂着していた。マリーと出会い、グランディス一味とも協力しグラタンで島を脱出したナディアたちはネモ船長の判断で再びノーチラス号に救出され見習いの乗組員となり、次第にネモとガーゴイルの戦いに巻き込まれていく。

収録話：第12話 - 第22話

ノーチラス号の窮地を救ったグラタンの活躍が認められ、グランディスたちは見習い乗組員として採用されることになる。

そんな中、ネオ・アトランティスの大型潜水艦ガーフィッシュの集中攻撃を受けたノーチラス号だが、逆にガーフィッシュを撃沈。ところが、空中戦艦からガーゴイルの新兵器・スーパーキャッチ光線が発射され、ノーチラス号は空中に引き揚げられてしまう。続いて放射された原子振動砲によって、船体は破壊され絶体絶命の危機に陥る。

海底へと沈んでいくノーチラス号。ネモ船長は乗組員をメインブロックに集め、戦闘ブロックを切り離した。自爆した戦闘ブロックがガーフィッシュを全滅。メインブロックのみになったノーチラス号はガーゴイルの手を逃れた。ネモ船長は、船長室にナディアたちを呼び出した。ナディアたちだけでも助けるために船長室をメインブロックから切り離す。

収録話：第23話 - 第34話

ナディアたちを乗せた船長室は、ゆっくりと海中を進んでいく。何とか浸水の危機を乗り越えたナディア、ジャン、マリー、キング。船長室はとある砂浜に漂着。そこでマリーはガーゴイルのマークが入った缶詰を見つける。しかし島はもう誰も住んでいない無人島であった。しばらくして、突然近くに島が現れた。ナディアたちが渡ると、そこにはグランディス、サンソン、ハンソン、エアトンがいた。この島で暮らしているうちに、ナディアたちは島の正体は古代アトランティス人たちの宇宙船、レッドノアであることを知る。その中に眠る魂の助言を受け、一行はナディアの生まれ故郷であるアフリカのタルテソスに向かう。

収録話：第35話 - 最終話（第39話）

突如現れたネオ・アトランティスの空中戦艦。攻撃からジャンたちを守るため、ナディアは捕らわれの身となる。だがガーゴイルは約束を破り攻撃を開始する。逃げるジャンたちは、間一髪のところを謎の小型艇に助けられる。その小型艇から現れたのは、エレクトラだった。彼女に導かれ、たどり着いた先には、赤錆びた鉄屑のような物体があった。

その中には地下トンネルを利用して無事だったネモ船長たちノーチラス号の乗組員がいた。

赤錆びた鉄屑のような物体は「第四世代型超光速恒星間航行用超弩級万能宇宙戦艦ヱクセリヲン」、通称 Ν-ノーチラス号であった。その船は旧タルテソス王国の地下に眠っていた古代アトランティス人の宇宙船である。

こうして、パリ上空でN-ノーチラス号とレッドノアの戦いが始まった。

一味のキャラクター造形は、庵野のアイデアで、タイムボカンシリーズにおける三悪パターンの変形版。序盤はナディアとジャンの前に現れ、いつも失敗する三悪と同じような悪人だったが、中盤以降は彼らに協力する仲間になった。

登場話は第1 - 21、25、28 - 最終話（第16話は台詞なし、第25話はワンシーンのみの登場）。

グランディス・グランバァ

声 - 滝沢久美子
一味のリーダー。28歳。一人称は「私」。部下の2人からは「姐さん」と呼ばれる。赤く長い髪が印象的な美女で、ナディアの持つブルーウォーターを狙っていたが、後に彼女らとともにノーチラス号の一員となる。1861年11月3日生まれ。AB型。特技は宝石鑑定、趣味は恋。悪ぶってはいるが基本的には善良で、結果的にはナディアに協力してガーゴイルに立ち向かう。ナディアにとって良き母親もしくは姉的存在。エレクトラとは（主にネモを巡って）仲が悪い一方で、ネモの船内における指示とその心情を理解している一面もあり、結果的にフェイトたちが犠牲になってしまう指示を出したネモを痛罵するナディアを平手打ちして「一番辛いのはネモ船長なんだからね！」と叱咤した。家事が得意で、見た目は悪いが料理の腕は確か（ジャンと結婚後にナディアが作る料理は彼女直伝である）。辛い物好きなので、彼女の作る料理全ては味が辛い。船内での得意料理は「チョウチンアンコウのグランディス風ラブコール」（実際はチョウチンアンコウは食用としない）。
元はイタリアの資産家の娘だったが、ゴンザレスによる結婚詐欺により全財産を失った。その後の自分の生活を支えたのが母が残した宝石だったことから、宝石に執着するようになった。ネオ・アトランティスが撒いた広告でブルーウォーターの存在を知り、趣味の宝石集めを兼ねて懸賞金目当てのために付け狙っていたが、ネモに一目惚れしたため目的を変更し、奪うのを止めた。元々渋い中年好みで、一目惚れしてはその都度失恋していたらしい。ワインにも目がない。

サンソン

声 - 堀内賢雄
27歳。一見長身の優男だが、ネオ・アトランティス製の人型タンクを素手で破壊するなど怪力の持ち主。射撃の名手でもあり、スピード狂。ジャンにとっては良き兄貴分。
綺麗な女性には必ず気障な態度でアプローチをかけるが、あくまでも社交儀礼である。また相手から感謝されたりすると、気恥ずかしさからクールに振舞う。詳細は不明だがかつては恵まれない家庭で育ち、後にグランバァ家に仕える運転手となる。グランバァ家が没落して他の使用人が逃げた後も、グランディスを姐さんと呼び付いてきた。過去にグランディスに恋心がなかった訳ではないようだが、作中ではほぼ主従関係の様子。
後にマリーと結婚。
ダンディを気取っているが毎回服が同じなのは『オバケのQ太郎』のパロディ（毎回常に同じ形の服に着替えている）とのこと。

ハンソン

声 - 桜井敏治
27歳。小太りの小柄な男で、機械工学の天才であり、ジャンと機械について語り合える数少ない人物。万能戦車グランディスタンク（通称：グラタン。ノーチラス関連を参照）を造る。
サンソンと同様、恵まれない家庭で育った後、グランディスが全財産を失う前からグランバァ家に仕え、修理技師を務めていた。根は純朴な青年で、エレクトラに一目ぼれし、サンソンの勧めで人工培養した薔薇をプレゼントするも告白にまでは至らず断念した。ジャンとは趣味嗜好が非常に似ており、かなり気が合う。
口癖は「そ、そ、そ、そ」。
最終話では自分の技能を活かして自動車会社を興している。

アトランティス人の宇宙船を改造した潜水艦に乗り、人知れずネオ・アトランティスと戦う。乗組員の声は兼役が多く、操舵長や水準操作員、登場当初のイコリーナなど、準レギュラーですら担当声優が明確には決まっていない者もいる。

全員が揃って登場するのは、第4、8 - 22、36 - 最終話。

ネモ / エルシス・ラ・アルウォール

声 - 大塚明夫
ノーチラス号の船長。一人称は「私」。46歳。海洋生物学者。ネオ・アトランティス打倒とガーゴイルへの復讐に非情なまでに心血を注ぐが、偶然にもノーチラス号にナディアが乗船して来たことで、その姿勢に変化を見せる。ノーチラス号は軍艦ではないため、自らを艦長ではなく「船長」と呼ばせていた。常に沈着冷静だが、グランディスの作った料理に戸惑ったり、『おまけ劇場』ではコミカルな一面もみられる。
ナディアの父親であり、アトランティス人の末裔。彼もナディアのものと対になるブルーウォーターを持つ。かつてアフリカにあったタルテソス王国の国王である。宰相・ガーゴイルの世界征服の野望を阻止するため、やむなくバベルの塔を自爆させ自らの手で国を滅ぼした。その後本名を捨て、ラテン語で「誰でもない」という意味のネモを名乗る。ノーチラス号が失われた後、旧タルテソス王国の地下にあった発掘戦艦・Ν-ノーチラス号でガーゴイルとの最終決戦に臨む。戦いでガーゴイルに重傷を負わされるも自身のブルーウォーターをナディアに差し出し、ジャンを蘇生するよう諭した。最後には大気圏突入するレッドノアから自分の命を犠牲に娘の身を案じつつ、Ν-ノーチラス号に残り、その主砲で彼女らの脱出路を切り開いた。
名前は「ノーチラス号」と同じくヴェルヌ作の小説に登場するネモ船長から。パイプオルガンを演奏する点もこれに由来。当初は冷静なキャラクターの予定だったが、演者の大塚明夫の雰囲気に影響を受け、勢いでいくタイプになった。
第22話終盤で作品の表舞台から退場し、第36話中盤で再び登場するまでの間に通常ありえないほど髪の毛が伸びている（※1年足らずで、短髪→腰まで届くほどの長髪）。これも当時の大塚のビジュアルを反映したためである。
メガドライブ版ではガーゴイルとの最終決戦でナディアを庇って死亡する。

メディナ・ラ・ルゲンシウス・エレクトラ

声 - 井上喜久子
金髪碧眼で褐色の肌を持つ女性。ノーチラス号の副長。24歳。周囲を惹きつけるほどの美貌をもち、ジャンには死んだ弟の面影を見出し、姉のように接していた。
当初は陸と縁を切ったと称し、ナディアとジャンの前でマスクをしていたが、第9話で再会した時にマスクを外した。
元はタルテソス王国の住民で、王国滅亡の際に孤児となったところをネモらに救われ、以後行動を共にしている。国を滅ぼし、家族を死なせたネモに対しては、愛憎入り混じった複雑な感情を抱いている。ネモの気持ちが娘（ナディア）に移り、ネオ・アトランティスに対する非情な姿勢が変わったことに反発し、沈みゆくノーチラス号の艦内でネモに対する激情を爆発させる（第22話）。
名前はギリシア神話のエーレクトラー（ならびに神話に由来するエレクトラコンプレックス）に由来し、養父とも言えるネモに対する彼女の心情を示している。最終的にはネモの子を身篭り、産んだらしく、ネモとの間の恋愛設定にはTVでは描けなかった裏設定も存している。物語の前半ではネモがナディアやグランディスと接するのを過剰に意識し、露骨に嫉妬心を見せることもあった。終盤ではブルーウォーターの力をネモの治癒よりもジャンの蘇生に使うようナディアに促すなど、精神的成長をみせた。
低血圧で朝が弱い（第20話）。ノーチラス号艦内の自室の壁には日本の浮世絵（葛飾北斎『神奈川沖浪裏』や東洲斎写楽『三世市川高麗蔵』）が掛けられている。
元々は黒人キャラクター。
初登場から第22話まではロングヘアだったが、36話で再登場した時にはショートカットになっていた。また、青を基調にした服装も全身白色のボディスーツに変更されている。このボディスーツは『新世紀エヴァンゲリオン』のエヴァンゲリオンを操縦する際に着るプラグスーツの原型になっている。
メガドライブ版ではガーゴイルとの最終決戦でネモを庇って死亡する。

エーコー・ウィラン

声 - 松本保典
金髪碧眼のフランス人。23歳。レーダーとソナーを担当する測的長。
以前乗っていた船がガーフィッシュに沈められたところを、唯一の生き残りとしてノーチラス号に助けられ、彼らの仲間になる。その船こそラウルが船長を務めていたエリーゼ・ル・アーブル号であった。
測的手になったのは、CDドラマ「第-（マイナス）1話」によれば、1888年にガーフィッシュの魚雷がメイン・ブリッジに直撃したことで、前任の測的長が戦死した場に立ち会ったことがきっかけ。
看護婦・イコリーナのファンクラブ会員番号1番。ネオ・アトランティスとの戦いの後、彼女と結婚した。

機関長

声 - 島香裕
褐色の肌に白髪、人生経験豊かな老人。57歳。タルテソス王国崩壊時直後に既にネモらと行動を共にしていた。子供と孫がいたが死に別れている。徳川彦左衛門に似たキャラクター。

操舵長

声 - 田原アルノ 他
ランニングシャツ姿で筋骨逞しい。42歳。エーコーとは駄洒落を飛ばしあうなど気が合う様子。趣味は酒。

航海長

声 - 清川元夢 他
インド風の風貌で、よくヨガを組んでいる。30歳。丸眼鏡と頭に巻いたスカーフが特徴。
一見すると堅物そうだが、イコリーナのファンクラブの会員の1人でもあるなど柔軟な一面も覗かせる。
劇中ではほとんど無口だが、フェイトたちの葬儀では弔辞を述べていた。

水準操作員

声 - 中原茂（第4回）、桜井敏治（第11回以降） 他
バラスト、ネガティブ、トリムの各タンクへの注排水の担当者。長髪で無口な副操舵長。24歳。ベレー帽を愛用。

イコリーナ・エッチーノ

声 - 井上喜久子、水谷優子 / 黒河奈美（PS2版）
ノーチラス号のクルーを優しく手当てする看護婦で、艦内にはファンクラブまである。会員番号1番は測的長のエーコー。
初登場時まで設定されておらず、作中では単に「看護婦さん」と呼ばれていた。もともと1話限りの登場予定だった。
最終決戦ではΝ-ノーチラス号を退艦し、地上でクルーたちの帰還を待つ。戦いが終わり、ジャンやナディアたちが帰ってくるその時、彼女はマリーとともに流れ星を見上げて「もうこんな想いをしなくて済みますように」と、祈りをささげる。このシーンは『サイボーグ009』のオマージュである。
戦いの後、エーコーと結婚する。

デンギル・エッチーノ

声 - 藤本譲
医者。イコリーナの祖父。
キングが風邪を引いた際に治療を施すなど、獣医学にも詳しい一面も見られる。

科学技術部長

声 - 清川元夢
機関長同様にタルテソス王国滅亡時からネモと行動を共にしていた。第37話ではハンソンと共にグラタンを改造するも、Ν-ノーチラス号が静岡付近に寄った際にイコリーナたちと共に退艦。庵野曰く「今はとにかく生き続けて他にやることがあるはずだと考えて退艦した。本編でもっと活躍するはずだったが、毎回内容過多のために真っ先にエピソードがカットされた、もったいないキャラクター」。

フェイト

声 - 関俊彦
機関員。第15話に登場。ナディアが壊したジャンの眼鏡を元通りに修復したり、ジャンに「花で落ちない女はいない」とナディアに渡すよう艦内製の花をプレゼントしてノーチラス号の科学力を誇ってみせるが、アメリカ艦隊によるノーチラス号への攻撃の被弾により発生した有毒ガスから艦を守るべくネモの命令により閉鎖された補助機関室の中で、室内の他の乗組員と共に命を落とす。死を覚悟した当初はナディアとジャンを落ち着かせようと言葉を交わし、ネモの判断を支持するが、最期には死の恐怖に耐えきれず泣き叫びながら死んでいった。彼の死はノーチラス号の行為がれっきとした戦争（＝人間同士の殺し合い）であることをジャンとナディアの2人に否応なく思い知らせた。
PCゲーム版『ふしぎの海のナディア』では、「女は追うものじゃなく追わせるもの」とジャンを激励したり、敵海底要塞への侵入作戦用にグラタンを科学技術部長と共に強化改造する。
ゲーム『〜Inherit the Bluewater〜』では、大幅に出番が追加されているが、同様に命を落とした。
その生々しい最期については、死を美化することへのアンチテーゼと、ジャンに科学は決して万能ではなく、どんな物事にも二面性があることを知って欲しかったと庵野はコメントしている。

アトランティス人の遺産である超科学をもって世界征服を目指す秘密組織。ネオ皇帝を除くガーゴイル以下、全メンバーが仮面で素顔を隠している。幹部級の仮面は額に「第三の眼（ネオ・アトランティスのシンボルマーク）」を描いたものであり、仮面の意匠は役職などで各々異なる。通商破壊工作による市場操作や武器の販売などで莫大な資産を築き、劇中では世界中の全通貨の80分の1を操作できるほどの規模であることが明らかになっている。アメリカ連合艦隊に接触して偽情報を流すことでノーチラス号を攻撃させるなど、各界にも影響力を持つ。組織としての強大さは圧倒的であり、エレクトラの推測でもノーチラス号との彼我兵力の差が20対1以上ということが劇中で語られている（第20話）。なお、庵野が語るところでは、ネオ・アトランティス兵がみな仮面を付けているのは「人間として描きたくなかったから」で、「昔の悪の組織の戦闘員みたいに、キャラクターを持ってないものは顔を付けたくなかった」とのことである。

元ガイナックス社長で評論家の岡田斗司夫は、ニコニコチャンネル『岡田斗司夫ゼミ』2015年2月1日号で、国家という旧来の権力組織とは一線を画しながら、国際社会の裏側にとりわけ経済面から深く根を張り巡らせ、旧来の国家では対応しきれない特徴を備えた闇の組織として、小澤さとるの『青の6号』（1967年〈昭和42年〉初出）に登場する散在国家「マックス」、本作（1990年〈平成2年〉放映開始）のネオ・アトランティス、そして現実世界で2003年に顕在化したISIL（イスラム国）という、3つの反社会組織の名を挙げて共通性を指摘している。

ガーゴイル / ネメシス・ラ・アルゴール

声 - 清川元夢
ネオ・アトランティスの首領。尊大にして傲岸不遜、野望達成のためには自分の部下でさえ平然と殺す非情さと、卑劣な手段すら合理的に事を進めているだけと言い切る冷酷さを持つ男。ノーチラス号によって計画を妨害されたり超兵器を破壊されたり潜水艦隊を撃破されたりと甚大な被害を受けても、「まあいい」の一言で切り捨てそれらを惜しんだり悔しさを見せることがない。指示の合図としてフィンガースナップを使うことが多い（手袋を着用しているため、どのように音を出しているかは不明）。
自らを「アトランティス人の末裔」「神」と称し、人間を愚かな下等生物と見下してアトランティス人の下僕に戻そうとしていた。かつてアフリカにあったタルテソス王国の宰相でネモの友人でもあったが、クーデターを起こし王妃を暗殺。王国を乗っ取り、バベルの塔を稼働させるも、ネモの妨害で頓挫。バベルの塔は崩壊し自爆、タルテソス王国は滅亡してしまう。以降、自ら率いる組織ネオ・アトランティスによる野望達成を目指していた。
最終話において、最後の光を放つブルーウォーターを止めようと「アトランティス人以外その中で生きられない」光に触れたとき、自らの体が塩に変わっていったことで、自分もまた「愚かな下等生物」人間だったことを知り、驚愕と失意の中、ネモに別れを告げながら塩の柱と化していった（その一瞬だけ仮面が割れて素顔が見え、「人間として描かれた」）。「人道主義極右」として知られていたジュール・ヴェルヌの分身と見る説もある。
ネモの持っていたホログラムでも宰相時のガーゴイルが映っている。DVD-BOX（2001年版）の箱絵には仮面を外したガーゴイルが描かれている。
派手な赤いダブルの背広がトレードマークであるが、終盤になると別の服（赤いボディスーツ状の服、仮面と一体化した銀色のプロテクターに赤黒いマントを羽織る）に着替える。
メガドライブ版ゲームでは、最初は外の世界に憧れていて、外の世界へ旅をしていたネモの話を聞いて居ても立ってもいられなくなり、家族で世界旅行を決意したが、旅行中不運にも盗賊団に襲われ、妻子を殺害された挙句自身も顔に深い傷を負ったため、悲しみと絶望のあまり人間への復讐を決意した。仮面の下の容貌も異なり髭を蓄えている。

ネオ皇帝 / ビナシス・ラ・アルウォール

声 - 塩沢兼人 / 遊佐浩二（PS2版）
ネオ・アトランティスの皇帝。登場話は第22,37-最終話。皇帝としての全名は、ネオ・イコン・エピファネス。実はネモの息子で、ナディアの兄。
タルテソス王国滅亡の際に重傷を負い、ガーゴイルにより身体のほとんどを機械化された上に洗脳され、コンセント付のケーブルで供給される電力で動く、文字どおりの“傀儡（あやつり人形）”となっていた。最終局面で制御装置が破壊されたことにより自我を取り戻し、洗脳された妹を正気に戻そうとした。その際ガーゴイルに機械の体を動かす電力の供給を断たれてもなお活動を続け、科学絶対主義だったガーゴイルに人間の意志の力の起こす奇跡を見せつけた。洗脳装置を破壊しナディアを正気に戻すことに成功し、事切れる寸前にナディアの脳裏に改造される前の姿で「私も人と共に生きたかった」と言い残し、爆発して果てる。なお電力を供給しているケーブルは新世紀エヴァンゲリオンでのアンビリカブルケーブルに似る。
メガドライブ版ゲームではナディアそっくりの容貌であるなど、大幅に異なる人物である。

本編に入るまでの映像構成は、以下の通りである。

• 第1話：オープニングの前にアバンタイトルが存在。ナレーションは羽佐間道夫。海外での放送分についてはそれ以外の回でもアバンタイトルが存在する場合がある。
• 第2話から第35話：オープニング終了後、前回までの粗筋を解説するシーンがある。ナレーションは第2話から第23話までが清川元夢、第24話から第35話までが井上喜久子による（再放送については一部変更あり）。
• 第36話から最終話：オープニングの映像の一部が異なっている。

1991年6月29日に東宝系劇場にて公開された。同時上映は『電影少女 -VIDEO GIRL AI-』。

TV版のラストから3年後を描く。TV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、エレクトラをはじめ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。この回想シーンは序盤で断続的に30分ほど続き、絵はTV版の流用である。TV版最終回で存在が明かされた、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、監督の庵野はTV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ほか、劇中のTV版ダイジェストの編集のみを担当。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5千万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。

ナディア関連のCDのうち上記2作品は原作を庵野が担当し、第X話シリーズは本編のすき間を埋めるエピソード、A.D.190Xシリーズは本編の後日談、A.D.1991-2005シリーズはナディアとジャンの4代目の子孫にあたる伊藤ナディアについての物語である。

CD『Music IN Blue Water』収録の「さすらいのエーコー・ウィラン」にはエーコーがノーチラス号に助けられた時の様子が若干描かれており、また同CD収録のキャラクター・ソングの前には、登場人物たちによるコントも収録されている。ブックレットに記載の「BGMリスト」には誤記があり、Mナンバーと収録CDの正しい対応は以下のとおり。

• B-2→V-10、D-7→III-5（2）、MA-51→V-27。

• ふしぎの海のナディア DVD-BOX（2001年10月30日発売）
• 全話収録。特典フィギュア同梱。
• ふしぎの海のナディア DVD-BOX I（2007年6月1日発売）
• 第1〜20話収録
• ふしぎの海のナディア DVD-BOX II（2007年10月1日発売）
• 第21〜39話収録

• 全話収録。特典フィギュア同梱。

• 第1〜20話収録

• 第21〜39話収録

• ふしぎの海のナディア Blu-ray BOX【完全生産限定版】（2011年11月23日発売）
• 「ナディアおまけ劇場」などの映像特典は収録されているが、本編の次回予告は収録されていない。

• 「ナディアおまけ劇場」などの映像特典は収録されているが、本編の次回予告は収録されていない。

• MultiNadia
• ビデオCDを利用した映像資料集
• Vol.1（ナディアコレクション）
• Vol.2（メカニックセレクション）、【GVCD-002】
• Vol.3（キャラクターBOX）、【GVCD-003】

• ビデオCDを利用した映像資料集
• Vol.1（ナディアコレクション）
• Vol.2（メカニックセレクション）、【GVCD-002】
• Vol.3（キャラクターBOX）、【GVCD-003】

テレホンカード（この62種類の中には、『エヴァと愉快な仲間たち』や他作品とのコラボレーション6種類も含む）

• 01（2種類） NHK（番組宣伝用、販売用）
• 02（24種類） NHK VOOK（販売促進用）
• 03（7種類） ニュータイプ（読者プレゼント用） ※GAINAX20thは、コラボレーション。
• 04（5種類） ブロッコリー（販売促進用、限定販売用）
• 05（3種類） ソフマップ（販売促進用） ※エヴァと愉快な仲間たち1種類を含む。
• 06（1種類） ドルフィン山本（販売促進用） ※『エヴァと愉快な仲間たち』
• 07（3種類） メッセサンオー（販売促進用） ※『エヴァと愉快な仲間たち』、綾波レイとのコラボレーション各1種含む。
• 08（2種類） GAINAX （販売促進用） ※GAINAX Festival1999は、コラボレーション。
• 09（2種類） ユーメックス TOSHIBA EMI（販売促進用）
• 10（5種類） ムービック（販売用）
• 11（4種類） 劇場版（限定販売用）
• 12（4種類） 089-092 ARTTELE COLLECTION（販売用）

本編のエンドクレジットの脚本の部分には大川と梅野がクレジットされているが、実際に使われたのは2割程度のアイディア部分で、大半は総監督の庵野以下ガイナックスのスタッフにより大幅に内容が書き換えられている。庵野によると、当初の脚本をひどいと感じていたため、話の格子を残しつつ、勝手にキャラクターやディティールを書き直した。そしてちょっとずつ用意された脚本を使わないようにしていき、最終的には元の脚本を読んですらいなかった。元の脚本では宇宙船（レッドノアやΝ-ノーチラス号など）は出てくる予定は無かった。

エンディングのアニメはセピア調の世界名作劇場風な絵柄だが、そのテーマは「飛行機をジャンたちが追いかけて、もう少しで届きそうなのに、ついに飛行機は飛んでいってしまい、カメラフレームからも外れてしまう。それによって夢というのは、そんなに簡単に実現できるものではない」という辛辣なものであることを庵野は語っている。

ガイナックスに下りて来た制作予算は1話につき約1000万円程度で『トップをねらえ!』とほぼ同じであると当時ガイナックス社長だった岡田斗司夫が後に語っている。「制作費の多くを最初の数話で使ってしまい、その後は資金で非常に苦労した」と後に報道番組で作者らが語っている。また、各話の制作時間がシリーズで一定しておらず、ナディアの作品の質に著しいばらつきがあるのはこのためである。

岡田斗司夫のブログによると、あまりにも自由な製作方針に、依頼したNHKのプロデューサーも「何やってもいいよとは言ったけど、ここまでやれと言ったつもりはない!」と、怒りのあまり本当に口から泡を出して入院したという。ただし岡田は、そこまでしても路線変更せずに、最後までやらせてくれたNHKサイドを賞賛している。庵野によるとプロデューサーのもとに交渉に行く際、周囲への根回しをした上で描き直しが間に合わない段階で絵コンテを持っていき「これでダメなら続けられません」と言って認めさせたという。岡田同様に庵野もプロデューサーを最終的には「好きにやらせればおもしろくなりそうだ」と任せてくれた度量の広い人だったと語っている。

第23話から第30話までの、ジャンとナディアが南の島に漂着してドタバタを繰り返す回、および第32話から第34話までの、島を脱出した一行がナディアの生まれ故郷に辿り着くまでの回は、作画の質が極めて低く、ストーリー展開も前後の脈絡が不自然であった。

これはスケジュールが遅延したため、全体に作品の質を低くするよりも、あえて捨てる回を作って、重要なエピソードに人的資源を集中してその回の質を高めることを意図したものだった。島編の監督は庵野でなく、樋口が務めている。これらの回の低調な作画は外注によるもので、「島編」などと呼ばれて『ロスト・ユニバース』の第4話「ヤシガニ屠る」などと同様に語り草となった。外注先が大韓民国国営のアニメ製作会社・世映動画であり、韓国人スタッフのクレジットの多くが漢字三文字であったことから「三文字作画」とも揶揄された。特に第34話はほぼ全編が挿入歌のプロモーションビデオ的様相を呈しているが、これはあまりの作画のひどさに庵野が自腹を切って作り直したためで、新しく絵を描き直す余裕も無く、これまでの絵をひたすら繋ぎ合せて編集を行った結果である。そのためか第34話の原画担当者の名前は全てペンネームで記されている。ただし第34話は絵は流用してはいるものの編集に大変な手間がかかっている。編集を担当した薩川によれば編集だけで1曲に12時間、合計で約60時間がかっているという。また薩川自身がオペラが好きなことからロッシーニの『ランスへの旅』を意識した手法がとられている。

後のテレビアニメでも、ストーリーの本筋から離れた寄り道のエピソード全般のことを「島編」と総称することがあるが、これは『機動戦士ガンダム』の第15話「ククルス・ドアンの島」が由来であるとも、本作の南の島編が由来であるとも言われている。

島編の動画の大部分を世映動画が作った理由を当時のガイナックス社長・岡田斗司夫は「最終的には確認してないし、僕にはわからないこと・調査できないこともあって事実だとは断言できないんですけど、状況証拠だけはいっぱいありました」と前置きしたうえで、当時、東宝とグループ・タックのプロデューサーから、ナディアのオンエア2年ほど前に日韓の政府間で「韓国のアニメスタジオにアニメの作り方を教える」という取り決めがなされ、NHKが作るアニメは作画の何%以上は韓国のスタジオに発注し、作画以降の動画と仕上げ、撮影のほとんどの工程をやらせると決まっていたと岡田たちが実際に説明されて「これは国会で決まったことだから」と真顔で言われたと証言している。しかし実際には国会でそのようなことが決まった事実はなく、2年前のNHKの同じ放送枠だった『アニメ三銃士』でNHKが韓国に外注することが1987年3月24日に第108回通常国会衆議院逓信委員会のNHKの運営に関する審議で取り上げれた際は、日本のアニメ産業の空洞化を招くとして国会で問題視されている。質問に立った日本共産党の佐藤祐弘議員は、日本国民からの受信料で運営される公共放送として日本の文化を育てるという見地から韓国への外注をやめて日本国内の業者に発注するよう再検討すべきと迫ったが、答弁したNHKの尾西清重理事は、韓国に外注すると1話あたり100万円から200万円くらい安く上がるとし、国民からの受信料で番組制作をする以上、経済効率を無視する訳にはいかないと述べ、国会で決まったのではなく国会でNHKが弁明したに過ぎない。

• 第34話スタッフ（抜粋）
• 演出 - 宇田忠順、岡本悲八（薩川昭夫）
• 絵コンテ - いぬまくら（もりたけし）
• 作画監督 - 金世昌（世映動画）、空母そ・そ・そ・そ（庵野秀明）
• 原画 - KAC、マッキィ・F・スタインベック、木木木人建（もりたけし）、マスオさん（増尾昭一）、キング、紫美望、魔砂一（摩砂雪）他
• 色彩設定 - 高星晴美
• 編集 - 薩川昭夫
• 音響監督 - 清水勝則
• ミキサー - 成清量、西澤規夫
• 効果 - 野口透
• アニメーション制作担当 - 頼経康史、村田康人

• 演出 - 宇田忠順、岡本悲八（薩川昭夫）
• 絵コンテ - いぬまくら（もりたけし）
• 作画監督 - 金世昌（世映動画）、空母そ・そ・そ・そ（庵野秀明）
• 原画 - KAC、マッキィ・F・スタインベック、木木木人建（もりたけし）、マスオさん（増尾昭一）、キング、紫美望、魔砂一（摩砂雪）他
• 色彩設定 - 高星晴美
• 編集 - 薩川昭夫
• 音響監督 - 清水勝則
• ミキサー - 成清量、西澤規夫
• 効果 - 野口透
• アニメーション制作担当 - 頼経康史、村田康人

1990年の本放送では中盤以降放送休止が相次ぎ、3クールの放送に、ほぼ1年を要した。中でも第20話と第21話の間は4週間連続で放送が延期となったため、制作スケジュールには余裕が生じた。NHK側から休止が入ると聞かされていたがあれほど放送休止が相次ぐとは思わなかったとガイナックス社長だった岡田は後に語っている。放送休止のために1年間52話の予定が39話に短縮されたと言われることもあったがこれは誤りである。

一般には、イラクのクウェート侵攻に関連してニュースの延長による放送休止が相次いだためという情報が知られている。しかし、実際には湾岸危機との関連がない番組の放送による休止の方が多く、放送予定日になって急遽休止になったのは、1990年9月28日、1991年1月18日の2回のみである(尤も、1月18日については湾岸危機関連の特番によるものではある)。

実際の放送休止は、以下の理由による。

• 1990年
• 6月29日 - 文仁親王と紀子妃の結婚によるニュースの延長
• 8月3日 - テレビ映画『はるかなるドーバー』放送によるもの
• 8月10日 - 『とまとくらぶ 片岡鶴太郎が元気な小学生二百人の＂家族写真にビックリ。ものまね対決に冷汗。将来の夢に感激』放送
• 8月17日 - NHKスペシャル『秘境大シベリア② さいはてに生きる』放送
• 9月28日 - 各紙夕刊発行後に臨時ニュースが入り、急遽休止になったもの。臨時ニュースの要因は不明だが阪急航空チャーター機墜落事故によるものとされる場合と、金丸訪朝団帰国による特番とされる場合がある。NHKアーカイブスの番組検索によると、7時のニュースが19:57まで延長されたことになっていて独立した特番ではない。
• 10月5日 - NHKスペシャル『中東・侵攻から2か月・出口なき紛争・アラブの本音・アメリカの戦略』放送
• 10月12日 - NHKスペシャル『緊急・土地改革 地価は下げられる』放送
• 10月19日 - NHKスペシャル『徹底討論・中東貢献策・日本は何をなすべきか・与野党政府代表ナマ討論』放送
• 11月23日 - NHK杯国際フィギュアスケート競技大会中継
• 12月28日 - NHKスペシャル『銀河宇宙オデッセイ総集編　第2部　夢・母なる宇宙』放送
• 1991年
• 1月4日 - 『不思議おもしろ生き物大全集』放送
• 1月18日 - 湾岸危機関連の特番『どうなる湾岸戦争』の放送開始が早まったため
• 3月15日 - NHKスペシャル『巨大都市・東京をどうする』放送
• 3月22日 - NHKスペシャル『テレビは戦争をどう伝えたか』放送

• 6月29日 - 文仁親王と紀子妃の結婚によるニュースの延長
• 8月3日 - テレビ映画『はるかなるドーバー』放送によるもの
• 8月10日 - 『とまとくらぶ 片岡鶴太郎が元気な小学生二百人の＂家族写真にビックリ。ものまね対決に冷汗。将来の夢に感激』放送
• 8月17日 - NHKスペシャル『秘境大シベリア② さいはてに生きる』放送
• 9月28日 - 各紙夕刊発行後に臨時ニュースが入り、急遽休止になったもの。臨時ニュースの要因は不明だが阪急航空チャーター機墜落事故によるものとされる場合と、金丸訪朝団帰国による特番とされる場合がある。NHKアーカイブスの番組検索によると、7時のニュースが19:57まで延長されたことになっていて独立した特番ではない。
• 10月5日 - NHKスペシャル『中東・侵攻から2か月・出口なき紛争・アラブの本音・アメリカの戦略』放送
• 10月12日 - NHKスペシャル『緊急・土地改革 地価は下げられる』放送
• 10月19日 - NHKスペシャル『徹底討論・中東貢献策・日本は何をなすべきか・与野党政府代表ナマ討論』放送
• 11月23日 - NHK杯国際フィギュアスケート競技大会中継
• 12月28日 - NHKスペシャル『銀河宇宙オデッセイ総集編　第2部　夢・母なる宇宙』放送

• 1月4日 - 『不思議おもしろ生き物大全集』放送
• 1月18日 - 湾岸危機関連の特番『どうなる湾岸戦争』の放送開始が早まったため
• 3月15日 - NHKスペシャル『巨大都市・東京をどうする』放送
• 3月22日 - NHKスペシャル『テレビは戦争をどう伝えたか』放送

もともと放送休止で放送期間がかなり押していたとはいえ、当初の予定では1991年3月29日に最終話が放映されるはずだった。だが、突然2週に渡りNHKスペシャルの放送が割り込んでしまい（放送休止日に放送された番組としてはNHKスペシャルが7回と最も多い）、最終話の放映は4月12日に延びてしまう。当時の月刊主要アニメ誌である『アニメージュ』『アニメディア』『月刊ニュータイプ』は「3月29日最終回放映」を前提に、4月10日発売の誌面には揃って『ナディア』最終話特集を組んでいた。しかし雑誌発売後に最終回が放送されることになり、表紙が「最終回特集」から「最終回直前特集」に切り替えられることになった。『アニメージュ』に至っては毎年5月号で発表されていた「アニメグランプリ」で当時4冠を達成していたことで特集が組まれていたため、未放映の内容に関する記述が多数見られた。

『新スタートレック』の美術設定を担当したマイケル・オクダは本作の大ファンであり、フェイザー銃に関する設定に際して「『fushigi-no-umi』なる超伝導結晶体から発せられるナディオン放射を応用したビーム」と定義づけた。つまり、不思議の海という超伝導結晶体とはブルーウォーターのことで、ナディオン放射はナディアをさす。

NHKの番組のタイムスケジュールにはCM枠がなく、民放感覚で30分アニメを制作すると30分では時間が余るため、本編と次回予告終了後に「イメージソングをバックに自然を扱った環境ビデオ的な映像」が第1話から第37話まで放送されていた。用いられた曲は「Real Heart（松下里美）」「FAMILIES 家庭の構造（桐島かれん）」「どうしてそうなの?（水谷優子）」「海よりも優しく（鷹森淑乃）」「レッツ・ゴー・ジャンくん（日高のり子）」「マーメイド メモリー（早見優）」であり、曲は全てメディアに収録されて発売されているが、映像部分のメディア化は未だなされていない。

なお、こうした環境イメージビデオは、本作だけではなく同時間に放映されていた他のNHKアニメでも存在しており、原作・原題となった物語の舞台の歴史や史跡の紹介を行っていた。NHKはその後、アニメ枠は30分から25分程度に短縮して調節している。

後年、庵野が発表する作品『新世紀エヴァンゲリオン』は、当時の庵野の構想では、『ふしぎの海のナディア』に準じた世界観上にある続編的物語であった。本作の権利を所有するNHKから版権許可が得られなかったためこの案は実現しなかったが、『エヴァ』の初期の企画書でも『ナディア』の敵役「ガーゴイル」が閃光に触れて塩になってしまったことと「セカンドインパクト」は同種の現象であり、「セカンドインパクト」は「死海蒸発事件」という名になっていた他、特務機関ネルフの前身機関であるゲヒルンは、ネオ・アトランティスの残党の予定だった。また、レッドノア内部にはエヴァンゲリオンの素体を思わせる巨人（アダム）や、それらの骨格、部品などが随所に見られる。『ナディア』最終回では、16個の白い球体（爆発したレッドノアの光玉がそのように見える）が、衛星軌道上から地球各地に飛び散っていくシーンがある（使徒は全部で18種であるが、第二使徒のリリスは月が出来た時から地中に埋没、そのリリスを起源とする第壱拾八使徒のリリンは人間の事）。CD「Good Luck Nadia」ドラマパートにて、西暦2005年の第2新東京でナディアのひ孫である伊藤ナディアとその友人「リツコ」が語り合う場面で「ナディア」の物語は幕を閉じている。『ヱヴァンゲリヲン新劇場版:Q』では本作の劇中音楽の一部が使用されている。

• メカニックのデザインモチーフなどは、#メカニック・アイテムなどを参照。

2004年4月7日よりNHK教育で再放送された際、同年10月23日に発生した新潟県中越地震の直後に放送された第30話では、地震によって地割れが発生する場面がカットされた。翌週は特番によって休止となり、その後は第31話を飛ばして第32話から放送が再開された。第32話冒頭の「これまでのあらすじ」は、第31話から地震に無関係な場面のみを編集し、井上による新録ナレーションを付けたものへ差し替えられた。

なお、この再放送に際して開設された公式ホームページ（2012年にリニューアル）では、第31話のあらすじを掲載している。

2012年4月7日よりNHKEテレで、デジタルリマスター版として再放送された際、光過敏性発作を起こすと思われるシーンを、スローモーションで基準値以下に、第12話でナディアの着替えシーンが修正され、彼女の乳首を消去するという自主規制が施された。第30回の終盤では地下のシーンで地震による縦揺れが静止画に置き換わったり、エアトン付近の地割れの瞬間がカットされたり、彼の周りの地面が徐々に地割れしていく部分が既に開いたままで静止していた。

2004年再放送時と違って第31話は放送されたが、レッドノアの崩壊シーンが一部カットされている（カットされた分の尺は、冒頭の前回紹介の後に前回の終盤を重ねて補填されている）。なお、後者では放送開始早々に、千葉県北西部を震源とする地震 の発生速報テロップが流れるという一幕もあった。また、第31話最後のガーフィッシュ発見のシーンでは、ガーフィッシュにズームインしたところで本放送時と違って左右が反転され、空から見たシーンにおける航跡の方向のつじつまが合わなくなっていた。

全話ともアイキャッチがカットされている他、第21話は前回のあらすじの解説もカットされている。上記の理由からも放送時間は25分だったが、第39話だけは30分となった。