Der international bekannte Meeresforscher Steve Zissou und seine Crew brechen zu einer Expedition auf, um den mysteriösen, schwer fassbaren und möglicherweise nicht existierenden Jaguarhai zu jagen, der Zissous Partner während der Dreharbeiten zu ihrem letzten Abenteuer getötet hat. Auf ihrer Reise werden sie von einem jungen Copiloten, einer schwangeren Journalistin und Zissous entfremdeter Frau begleitet.

Wes Anderson hat für diese originelle Abenteuerkomödie eine hochkarätige Besetzung zusammengestellt, zu der auch Willem Dafoe, Jeff Goldblum, Michael Gambon, Noah Taylor, Seu Jorge und Bud Cort gehören.