Gdy cierpiąca na zanik pamięci krótkotrwałej rybka Dory nagle przypomina sobie, że ma rodzinę, która być może jej szuka, wraz z Marlinem i Nemo wyrusza w niesamowitą podróż, by odnaleźć bliskich... Z pomocą przyjdą jej również zrzędliwa ośmiornica Hank, wątpiący w swoje zdolności echolokacyjne waleń biały Bailey oraz krótkowzroczny rekin wielorybi imieniem Nadzieja.

Dory jest uroczą rybką, którą cierpi na pewną przypadłość - brak pamięci krótkotrwałej. Gdy była mała, kochający rodzice z całych sił starali się ustrzec ją przed niebezpieczeństwem. Pewnego dnia jednak Dory wpadła w prąd oceaniczny, który porwał ją w nieznane. Teraz próbuje przypomnieć sobie swoją przeszłość i odnaleźć rodziców. Wyrusza do Kalifornii, a pomagają jej w tym przyjaciele: błazenek Marlin i jego synek Nemo, zgryźliwa ośmiornica Hank, narwalowaty Bailey, przekonany o tym, że cierpi na zaburzenia echolokacji, i Nadzieja, rekin wielorybi z wadą wzroku.