Der exzentrische Ozeanograf Steve Zissou (Bill Murray) und sein Team suchen einen mysteriösen "Jaguarhai", der bei Filmaufnahmen seinen Partner aufgefressen hatte. Nebenbei muss er sich noch mit einer hübschen Journalistin (Cate Blanchett) und einem neuen Crewmitglied (Owen Wilson) herumschlagen, der vielleicht sein lang vermisster Sohn sein könnte.