过度保护儿子的小丑鱼马林，横渡整个大洋寻找被潜水员抓走的儿子尼莫，途中遇到了一条短暂失忆的蓝唐王鱼多莉。
在美丽的澳大利亚大堡礁，小丑鱼马林因为一次意外失去了妻子和大部分孩子，从此对唯一幸存的儿子尼莫保护过度。正值青春叛逆期的尼莫为了证明自己，故意游向海面上的渔船，结果被潜水员抓走，被关进了悉尼一位牙医办公室的鱼缸里。心急如焚的马林打破了自己的胆怯，踏上了千里寻子的征途。在路上，他结识了一条患有短期记忆丧失症的蓝唐王鱼多莉。虽然多莉总是忘记自己在哪，但她乐观的性格和多变的思维方式屡次帮助马林化险为夷，他们一起经历了鲨鱼派对、水母群和东澳大利亚洋流的惊险旅程。最终，马林学会了放手与信任，而尼莫也在鱼缸伙伴们的帮助下成功逃回大海。
这是一部关于“放手”与“信任”的殿堂级动画。影片用绚丽的海底世界包裹了深沉的父爱主题，笑泪交织。多莉这个角色虽然健忘，却贡献了全片最睿智的台词，证明了爱是一种本能，不需要记忆。
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