Le chef farfelu d'une équipe océanographique veut entraîner ses collaborateurs dans une mission-suicide, qui devrait le faire entrer dans l'Histoire.
Steve Zissou, un célèbre océanographe, doit faire face à de nombreux événements qui vont changer le cours de sa vie. Il doit affronter son épouse, Eleanor, Jane Winslett-Richardson, journaliste dépêchée par le magazine "Oceanographic Explorer", et Ned Plimpton, un nouveau venu, qui se prétend son fils...