Steve Zissou é um lendário explorador subaquático, famoso pelos seus rompantes de temperamento e também pelos documentários que faz sobre a vida no fundo dos oceanos. Entretanto os últimos dias não têm sido felizes para Zissou. Esteban, seu melhor amigo e parceiro de longa data, foi recentemente devorado por um tubarão-jaguar. Além disto Zissou precisa lidar com os boatos de que está perdendo seu talento, sem contar o súbito aparecimento de Ned Plimpton, um co-piloto que diz ser seu filho nunca ...