故事发生在影片第一部结束后一年，总失忆的蓝唐王鱼多莉（Dory）跟小丑鱼父子成了邻居，生活上互相关照，相处融洽。有一天她随尼莫（Nemo）去上学，路上遇到了举家迁徙的蝠魟，勾起了她对家的向往。患上思乡病却不知道自己身世的多莉决定去寻找自己的父母。在小丑鱼尼莫和他的父亲马林（Marlin）的帮助下，她从澳大利亚大堡礁来到了美国加州海岸，却意外被海洋生物研究所捉走了。在那里，她遇到了很多新朋友，有章鱼...

主角是一对可爱的小丑鱼(Clownfish)父子。父亲马林本来有一个幸福的家庭，但在一场意外中妻子珊珊和大部分孩子都被鲨鱼吃掉，只剩下唯一的儿子尼莫。他们一直在澳洲外海大堡礁中过着安定而"幸福"的平静生活。但在那巨大的打击后鱼爸爸马林一直谨小慎微，行事缩手缩脚，虽然已经身为人父，却丝毫不会影响它成为远近闻名的胆小鬼。也正因为这一点，儿子尼莫常常与马林发生争执，甚至有那么一点瞧不起自己的父亲。直到有...

父亲马林本来有一个幸福的家庭，但在一场意外中妻子珊珊和大部分孩子都被鲨鱼吃掉，只剩下唯一的儿子尼莫。但在那巨大的打击后鱼爸爸马林一直谨小慎微，行事缩手缩脚。直到有一天，在父亲马林的不信任眼神中，游向了停在海上的游轮底部。正当尼莫回返时，却被潜水员捉住了。并将它带到了澳洲悉尼湾内的一家牙医诊所。尽管胆小怕事，鱼爸爸为了救回孩子，马林也就只有豁出去了。它决心踏上寻找儿子的征程。虽说是已下定决心，但这并...