Numa manhã como outra qualquer, Chico se despede dos filhos e da mulher e sai em sua canoa Idalina mar adentro, para mais um dia de pescaria. O tempo está bom, o dia agradável, e Chico nem desconfia do que está para lhe acontecer: ao sentir uma fisgada mais forte, o pescador tenta puxar a linha, mas a sombra de um animal imenso e assustador acaba por tragá-lo para dentro das profundezas do oceano.
Em Chico Cambeva no fundo do martelo, a aventura do pescador se revela uma grande lição sobre a importância de se preservar o mar e os seres que nele vivem.
No final do livro, um apêndice traz diversas informações sobre a natureza e os hábitos dos tubarões, animais que exercem grande fascínio sobre crianças e adultos, e também uma galeria com algumas espécies, acompanhada de uma ficha com as características de cada uma delas.