"Bila jednom ... ili dvaput ...zemlja Pepperland". U bajkovitoj zemlji Pepperland vladaju mir i glazba, no jednog dana zli plavi grubijani (izvorno blue meanies) izvrše invaziju i pokore pučanstvo i njenog poglavara Peppera. No, jedan stanovnik, mladi Fred, uspije pobjeći i uz pomoć žute podmornice stići u Veliku Britaniju kako bi pronašao pomoć. Naiđe do Beatlesa - Georgea Harrisona, Johna Lennona, Paula McCartneya i Ringo Starra - koji pristanu poći s njim kako bi spasili Pepperland. Na svojem putovanju naiđu do bizarnih susreta, od "nigdje čovjeka" (nowhere man) do crnih rupa, te konačno stignu u Pepperland gdje se obračunaju sa plavim grubijanima, nakon čega zavlada mir i prosperitet.
Kritičar Gregory Weinkauf je napisao: "Film toliko zabavan (i pomalo lud) kao da želi promijeniti pravila o tome što film može biti". William Arnold je zaključio: "Kako su mnogi kritičari isticali tijekom godina, "Žuta podmornica" ujedno personificira između redaka i točno što su Beatlesi predstavljali emotivno i filozofski u 60-ima; umjetničku hrabrost, veselu nesentimentalnost i novu generaciju koja preuzima i koja naivno vjeruje da svijet stalno postaje bolji".
Roger Ebert je film čak uključio u svoj popis 'Velikih filmova':
...a sada se pojavila restaurirana verzija Žute podmornice, poput vremenske kapsule iz ere moći cvijeća, sa grafičkim izgledom koji spaja Petera Maxa, Rene Magrittea i M.C. Eschera. Da posudim još jedan koristan klišej iz 1960-ih, cvijeta kao melem za oči na ekranu, a sa 11 pjesama Beatlesa zasigurno ima najbolji soundtrack bilo kojeg animiranog filma... Rezultat je, poput i Fantazije, glazbeni animirani film za sva vremena. Umjesto konstruirane žurnosti, tu je opuštena ćud, a film postoji kao čisti šarm, izražen fantastičnim prizorima.
Radi se o punokrvnom umjetničkom doživljaju koji svjedoči o danas nezamislivoj avangardnosti kada su u pitanju izleti najkomercijalnijih glazbenih zvijezda u filmski medij. Žuta podmornica je pop art crtić u kojemu John, Paul, George i Ringo spašavaju zemlju veselja, pepperland, od napada Plavih zločinaca (Blue Meanies) koji ne podnose glazbu. Njihovo putovanje žutom podmornicom od Liverpoola do Pepperlanda inteligentan je humoristični pasaž ne samo kroz deset zadanih pjesama Beatlesa nego i kroz različita stanja uma, od onih vedrih do psihodeličnih, pri čemu su autori uspjeli, koristeći određene parametre, postići i punu umjetnički širinu.