Der Meereswissenschaftler Steve Zissou lebt nur noch vom Ruhm längst vergangener Tage. Als sein Freund und Kollege einem Jaguarhai zum Opfer fällt, begibt er sich zusammen mit seiner Besatzung auf eine letzte Fahrt, um die seltene Bestie zur Strecke zu bringen. Selbstverständlich begleitet vom Chaosteam, seiner Exfrau und einer Journalistin in anderen Umständen.