L'oceanografo di fama mondiale Steve Zissou e il suo equipaggio, il Team Zissou, salpano per una spedizione alla ricerca del misterioso, sfuggente, forse nemmeno reale squalo giaguaro responsabile della morte del compagno di Zissou durante le riprese del loro ultimo documentario. Alla loro avventura si uniranno un giovane pilota di linea che potrebbe essere il figlio di Zissou, una bella giornalista, incaricata di scrivere un articolo su Zissou, e la sua distante moglie e co-produttore Eleanor. Il team affronterà incredibili avventure tra pirati, rapimenti e la bancarotta.