Steve Zissou jest światowej sławy oceanografem, słynnym ze swych filmów dokumentalnych opisujących podwodną faunę i florę. Jego najbliższy przyjaciel i współpracownik został pożarty przez rekina podczas ostatniej wyprawy. Plotki głoszą, że stało się tak nie bez winy samego Zissou. W dodatku pojawia się Ned Plimpton, który upiera się, że jest jego synem. Zissou zaczyna organizować swą najbardziej kosztowną ekspedycję, której celem jest odnalezienie i zemsta na legendarnym rekinie.