《潜艇总动员4》讲述章鱼保罗一家、潜艇阿力、贝贝以及海马家族一起与邪恶的独眼鲨，斗智斗勇，最终获胜的冒险故事，其间章鱼一家的各种奇遇不仅惊现、刺激，而且充满了温馨和感动。  爸爸章鱼保罗因为欠债，被海马家族追讨，带着一家人在海底大逃亡。就在走投无路的情况下，一个神奇的机遇从天而降，突然改变了保罗的命运。在独眼鲨的操纵下，章鱼保罗一夜变身，成为猜球大明星，屡猜屡中。保罗沉溺在掌声、闪光灯的荣耀中，无法自拔。就在这时，儿子小保意外发现一个惊天大阴谋。原来，猜球的过程都是被设计的骗人把戏。于是，在潜艇阿力、贝贝以及保罗全家人的帮助下，保罗恍然大悟，大家一起齐心合力，巧妙设计，最终摧毁了独眼鲨的秘密基地。保罗重新回归大家庭，全家幸福快乐生活。