Steve Zissou (Bill Murray) – światowej marki oceanograf – wyjeżdża z najbardziej drogą w równej karierze ekspedycją, której celem korzysta żyć zlokalizowanie tajemniczego, krwiożerczego rekina, który pożarł podczas tej akcji jego najkrótszego współpracownika i partnera. Do jego grupy zajmują się: młody pilot, który upiera się, iż jest synem Zissou (Owen Wilson), piękna dziennikarka będąca opisać postać Zissou i przypadki jego wyprawy (Cate Blanchett), a także żona Zissou – Eleonor (Anjelica Huston), będąca dodatkowo wiceprzewodniczącą The Zissou Society. Badacze muszą stawić czoła przytłaczającym komplikacjom takim jak, między innymi, piraci, porwania czy chociażby bankructwo.