Steve Zissou (Bill Murray) - światowej sławy oceanograf - wyrusza z najbardziej kosztowną w swej karierze ekspedycją, której celem ma być odnalezienie tajemniczego, krwiożerczego rekina, który pożarł podczas ostatniej wyprawy jego najbliższego współpracownika i przyjaciela. Do jego ekipy przyłączają się: młody pilot, który upiera się, że jest synem Zissou (Owen Wilson), piękna dziennikarka mająca opisać postać Zissou i losy jego wyprawy (Cate Blanchett), a także żona Zissou - Eleonor (Anjelica Huston), będąca jednocześnie wiceprzewodniczącą The Zissou Society. Badacze muszą stawić czoła przytłaczającym komplikacjom takim jak, między innymi, piraci, porwania czy choćby bankructwo.
Bill Murray
Steve Zissou
Owen Wilson
Ned Plimpton
Cate Blanchett
Jane Winslett-Richardson
Anjelica Huston
Eleanor Zissou
Willem Dafoe
Klaus Daimler
Jeff Goldblum
Alistair Hennessey
Michael Gambon
Oseary Drakoulias
Noah Taylor
Vladimir Wolodarsky
Bud Cort
Bill Ubell
Seu Jorge
Pelé dos Santos
Robyn Cohen
Anne-Marie Sakowitz
Waris Ahluwalia
Vikram Ray