De wereldberoemde onderwaterfilmer Steve Zissou en zijn crew - Team Zissou - hijsen de zeilen voor een expeditie waarbij ze op jacht gaan naar de mysterieuze, onvindbare en mogelijk niet-bestaande jaguarhaai die Zissou´s partner heeft gedood.
Onderweg krijgen ze gezelschap van een jonge co-piloot die mogelijkerwijs Zissou´s zoon is, een knappe journaliste met de opdracht om over Zissou te schrijven, en Zissou´s vreemde echtgenote en co-producente Eleanor.
Ze krijgen te maken met gigantische moeilijkheden, waaronder piraterij, ontvoering en een faillissement.
De voor een Oscar genomineerde schrijver en tevens de regisseur van de film Wes Anderson heeft voor deze unieke avonturenkomedie een enkel uit sterren bestaande cast samengesteld.