患有短期健忘症的多莉（艾伦·德杰尼勒斯 Ellen DeGeneres 配音）曾(céng )经也拥有美好的家庭，然而(ér )一连串的意外让她与和蔼可亲的父母失散。此去经年(nián )，多莉邂逅了小丑鱼父子马林（艾伯特·布鲁克斯 Albert Brooks 配音）和尼(ní )莫（海登·罗兰(lán )斯 Hayden Rolence 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(piàn )段记忆突然闯入多莉的脑海，于是她再度踏上寻找父母(mǔ )的旅程。这一次，她来到(dào )了海洋生物博物馆，遇到(dào )了不打算回(huí )到大海(hǎi )的章鱼汉克（艾德·奥尼尔 Ed O'Neill 配音）以及童年时的朋(péng )友鲸鲨运儿（凯特琳·奥尔森 Kaitlin Olson 配音）。循着记忆(yì )中的蛛丝马迹，她离父母越来越近。然而在这一过程中，她又和马林父子失散了。