Dünyaca ünlü bir okyanus bilimci olan Steve Zissou, araştırma ekibinin lideridir. Bir önceki maceralarında, ortağı bir köpek balığı tarafından öldürülmüştür. Zissou, intikamını almak için yeniden denize dönmeye karar verir.

Büyük bir ekip kuran Zissou'nun aslında köpek balığından daha önemli sorunları vardır: Hayat hikayesini yazmak için bir türlü peşinden ayrılmayan Jane ve ekibe yeni aldığı Ned. Zissou, kendisini efsanevi bir maceranın ortasında bulacaktır.