Nhà hải dương học lừng danh Steve Zissou đã thề sẽ trả thù con cá mập quý hiếm đã nuốt chửng một thành viên trong đoàn của ông. Ngoài những người bạn đồng hành thường xuyên, trên thuyền của ông còn có Ned, một người đàn ông tin rằng Zissou là cha mình, và Jane, một nhà báo đang mang thai với một người đàn ông đã có vợ. Họ lênh đênh trên biển, thường xuyên chạm trán với cướp biển và, có lẽ đau thương hơn, là những nhân vật khác nhau từ quá khứ của Zissou, bao gồm cả người vợ xa cách của ông, Eleanor.