小丑鱼马林(Marlin)与妻子珊瑚(Coral)于大堡礁创建了家园,但一条梭子鱼的攻击使马林失去了珊瑚与大部分卵子。马林以珊瑚喜爱的名字尼莫(Nemo)为硕果仅存的卵子命名。

尼莫的右鳍因在卵子时期中遭受攻击而变得较小,对其游泳能力造成影响。马林对儿子的过度保护使尼莫在上学首天感到不满,赌气游出了珊瑚礁并被一位潜水员捕捉带走,该潜水员与同伴乘船离开时意外把其蛙镜撞进了海中。

马林在追赶路上先后遇上了乐观却患有短暂性失忆症的拟刺尾鲷多莉(Dory),以及三条希望吃素的鲨鱼:布鲁斯(Bruce)、安安(Anchor)以及小沈(Chum)。马林与多莉被带至其居住地,找到了该潜水员写有住址的蛙镜。多莉其后成功念出了蛙镜上写的字,得知潜水员居于澳洲悉尼。马林和多莉获一群银鳞鲳指示方向,得悉前往悉尼的最快方法是搭乘东澳洋流,路上它们因穿过一群水母而被击昏,醒来后发现被一群正在搭乘东澳洋流的绿蠵龟所救。马林把其故事告诉了海龟,经过口耳相传传到了悉尼港上的鹈鹕祖哥(Nigel)......

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