모험심 강하고 열정적인 칼럼니스트 벤자민 미(맷 데이먼)는 6개월 전 아내를 떠나보낸 이후 모든 게 달라졌음을 느낀다. 어디를 가든 아내의 흔적이 벤자민을 괴롭히고, 사춘기 아들 딜런과 일곱 살짜리 딸 로지를 돌보는 일도 쉽지 않다. 이에 직장을 그만두고 변화를 모색하던 벤자민은 딜런도 퇴학을 당하자 새출발을 위해 이사를 결정하고, 마침내 마음에 쏙 드는 집을 찾게 된다. 하지만 그 집의 문제점은 바로 250여 마리의 동물이 사는 폐장 직전의 동물원이 딸려 있다는 것. 포기하려는 순간 동물들에게 푹 빠져 행복해하는 로지를 본 벤자민은 전 재산을 털어 동물원 매입을 결심한다.
덜컥 동물원에 입성한 벤자민 가족은 헌신적인 사육사 켈리(스칼렛 요한슨)를 비롯한 직원들과 함께 동물원을 재개장하기 위해 무모한 도전을 시작하는데…