Berbeda dengan film pertama yang kebanyakan bertempat di perkotaan yang aktual, setting Percy Jackson: Sea of Monsters lebih banyak berada di lautan serta daerah yang cukup jauh dari perkotaan. Namun, unsur petualangan Percy sang putra Poseidon masih tetap seru untuk dinikmati.
Diperankan kembali oleh Logan Lerman, film ini yang berasal dari novel karya Rick Riordan dengan judul yang sama ini, tetap sarat dengan unsur dan nuansa yang sangat cocok ditonton oleh anak-anak belia serta para remaja yang masih duduk di bangku sekolah.
Dikisahkan, pohon jelmaan mendiang putri Zeus bernama Thalia (Paloma Kwiatkowski) yang membentuk perisai sebagai pelindung markas tempat bernaungnya anak-anak setengah dewa, diracuni oleh salah satu pembangkang manusia setengah dewa bernama Luke Castellan (Jake Abel).
Percy yang baru saja kedatangan adik tirinya bernama Tyson (Douglas Smith) pun dibuat kewalahan saat markasnya bersama rekan-rekan lain sesama manusia setengah dewa dimasuki oleh sosok banteng berwujud robot.
Kepanikan yang melanda markas manusia setengah dewa itu pun akhirnya membuat para petinggi di dalamnya membentuk sebuah misi untuk mencari bulu domba emas agar wujud pohon Thalia bisa disembuhkan lagi.
Meskipun dewan di dalam markas mengirim Clarisse (Leven Rambin) sebagai penjelajah, namun Percy dan kawan-kawannya tetap mencari sendiri tanpa diketahui banyak orang.
Bersama Tyson, Annabeth (Alexandra Daddario), dan Grover (Brandon T. Jackson), mereka berempat pun melakukan perjalanan hingga akhirnya Grover diculik karena suatu sebab.
Perjalanan pun berubah menjadi pencarian Grover hingga ke tengah laut. Akan tetapi, saat berada di tengah laut, mereka malah menemukan Luke dan beberapa kawan-kawan Percy di markas yang berubah mennjadi pembelot.
Luke ternyata memiliki misi tersendiri dalam mencari bulu domba emas untuk meng