L'exploration des grands fonds débute avec le bathyscaphe FNRS III, qui se pose, le 15 février 1954, à 4050 mètres de profondeur au large de Dakar.

Le FNRS III a été construit par la Marine nationale française, à partir de la sphère du FNRS II, donnée à la France par le Fonds national de la recherche scientifique belge (FNRS), suite au semi-échec du prototype lors de ses essais. Jusqu'en 1960, le FNRS III effectue une centaine de plongées à des profondeurs limitées à 4000 mètres.

Le bathyscaphe Archimède est construit à l'arsenal de Toulon pour atteindre les plus grandes profondeurs connues (11000 mètres, fosse des Mariannes). En juillet 1962, il descend à 9500 mètres dans la fosse des Kouriles au large du Japon. Il effectue au total près de deux cents plongées jusqu'en 1974, date de ses dernières missions dans le cadre de l'expédition FAMOUS (French American Mid Oceanic Underwater Survey) sur la dorsale médio-atlantique.

Le Trieste, bathyscaphe développé par Auguste Picard (ci-dessous) et racheté par la marine américaine en 1958, effectue le 23 janvier 1962, sous le pilotage de Jacques Picard, le fils d'Auguste, et de Don Walsh, officier de l'US Navy, une descente limite de 10916 mètres dans la fosse des Mariannes, un exploit qui ne sera jamais égalé. Il fait ensuite de nombreuses plongées scientifiques et militaires, limitées à 6000 mètres, jusqu'en 1986.

Le Professeur Auguste Picard, duquel Hergé s'inspira pour créer le célèbre personnage du Professeur Tournesol.