Sous la mer comme sur terre, il y a des écoles et des écoliers. À la demande de Mme Mérou, leur institutrice, Roger le poisson rouge, Toni le calamar et Eugénie la seiche doivent préparer un exposé sur un vaste sujet : le cœur.
Eugénie, qui craint secrètement d’être née sans cœur, souhaite interroger un docteur. Mais Toni préfère aller voir sa grand-mère, qui est, paraît-il, un vrai cœur d’artichaut. Ils vont aussi croiser une huître très fermée et un bernard-l’hermite qui n’a plus le cœur à rien.
Leur enquête progresse… Mais ce qu’ils ignoraient tous trois, c’est qu’elle pourrait soudain s’avérer dangereuse.