Père célibataire, Benjamin Mee (Matt Damon) a bien du mal à élever ses deux jeunes enfants. Espérant resserrer les liens familiaux, il décide de prendre un nouveau départ, plaque son travail et achète une vieille maison sur une immense propriété, qui a la particularité d’abriter un zoo délabré. Plusieurs dizaines d’animaux, ours, tigres et bien d’autres, vivent en effet au Rosemoor Animal Park, où la gardienne Kelly Foster (Scarlett Johansson) et son équipe dévouée tentent de maintenir les installations tant bien que mal. Sans la moindre expérience, avec très peu de temps et d’argent, Benjamin Mee et les siens vont tout mettre en œuvre pour réhabiliter le zoo et vivre ainsi leur plus grande aventure…