患有短期健忘症的多莉（艾伦 · 德杰尼勒斯 EllenDeGeneres 配音）曾经也拥有美好的家庭，然而一连串的意外让她与和蔼可亲的父母失散。此去经年，多莉邂逅了小丑鱼父子马林（艾伯特 · 布鲁克斯 AlbertBrooks 配音）和尼莫（海登 · 罗兰斯 HaydenRolence 配音），与他们经历了前所未有的大冒险。平静的日子里，童年时期的片段记忆突然闯入多莉的脑海，于是她再度踏上寻找父母的旅程。这一次，她来到了海洋生物博物馆，遇到了不打算回到大海的章鱼汉克（艾德 · 奥尼尔...别名：海底总动员 2：寻找多莉, 寻找多莉, 海底奇兵 2