Steve Zissou (Bill Murray) jest światowej sławy oceanografem, słynnym ze swych filmów dokumentalnych, opisujących podwodną faunę i florę. Wygląda jednak na to, że szczęście się od niego odwróciło. 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 (Owen Wilson), pilot z Kentucky, który upiera się, że jest jego synem. Zissou zaczyna organizować swą najbardziej kosztowną ekspedycję, której celem jest odnalezienie legendarnego rekina i zemsta na krwiożerczej bestii.
Na pokładzie okrętu podwodnego Belafonte, pod nie znoszącym sprzeciwu dowództwem Zissou, znajdzie się niezwykła załoga. W jej skład wejdą między innymi: Plimpton, Eleanor Zissou - żona Steve'a i jednocześnie wiceprzewodnicząca The Zissou Society, które zajmuje się dokumentacją i utrwalaniem osiągnięć oceanografa, Jane Winslett-Richardson, ciężarna dziennikarka mająca opisać losy wyprawy, niemiecki inżynier - Klaus Daimler, producent Oseary Drakoulias, fizyk i jednocześnie kompozytor ścieżki dźwiękowej przyszłego filmu - Vladimir Wolodarsky, oraz szef ochrony, uwielbiający śpiewać... portugalskie wersje przebojów Davida Bowie - Pelé dos Santos.
Wszyscy oni przeżyją niezwykłe przygody, które dodatkowo pokomplikują już i tak mocno splątane relacje między nimi. Przez cały czas na najmniejszy błąd rywala czyha również wieczny konkurent Zissou, także oceanograf - Alistair Hennessey.
