Frankreich, 1949: Jacques Cousteau (Lambert Wilson) lebt mit seiner Frau Simone (Audrey Tautou) und den beiden Söhnen in einem paradiesischen Haus am Mittelmeer. Er und Simone träumen vom Abenteuer und der Ferne. Gemeinsam bricht das Paar an Bord der Calypso zu einer Expedition der Ozeane auf und lässt die Kinder im Internat zurück.
Als der erwachsene Philippe nach Jahren zu seinen Eltern auf das Schiff zurückkehrt, erkennt er seinen Vater kaum wieder: Aus dem einstigen Pionier Jacques ist ein globaler Filmstar und Frauenheld geworden, der bereit ist, für ein perfektes Bild alles zu opfern.
Philippe dagegen hat erkannt, dass die Meere durch die Menschen zerstört werden. Er sieht es in der Verantwortung der Familie Cousteau, die Lebensvielfalt der Ozeane zu schützen. Auf ihrem größten gemeinsamen Abenteuer, einer gefährlichen Expedition zur Antarktis, finden Vater und Sohn wieder zueinander. Doch dann schlägt das Schicksal zu...