Steve Zissou, explorateur des fonds marins, part pour ce qui semble sa dernière expédition. Il désire tuer un énorme requin-jaguar, qui lui a ravi un membre de son équipe. Parmi les membres de sa nouvelle équipe, Steve Zissou compte sa femme Eleanor, cerveau de l’exploration, Ned Plimpton, qui se pourrait être son fils, et une jeune journaliste, Jane Winslett-Richardson.

Sainte Marie la Mauderne est un ancien village de pécheur au nord du Canada. Mais il est loin le temps où les hommes après une journée de travail bien remplie pouvaient savourer pleinement les petits plaisirs d’une vie simple. Aujourd’hui, à l’exception du banquier et de la postière, les 125 villageois sont tous pensionnés par le gouvernement et ne rêvent que d’une chose, pouvoir à nouveau travailler, ou quitter ce village qui tombe en ruine. Justement, une entreprise cherche un site pour construire une usine.