Huonomuistinen välskärikala Dori elää onnellista elämää riutalla yhdessä Marlinin ja Nemon kanssa. Kun Dori sitten yhtäkkiä muistaa, että sillä on perhe, joka saattaa kaivata sitä, kolmikko lähtee yhdessä huikealle seikkailulle valtameren halki etsimään Dorin vanhempia. Äitiään ja isäänsä etsiessään Dori saa apua mustekalalta nimeltä Hank, maitovalaalta nimeltä Bailey ja likinäköiseltä valashailta nimeltä Destiny.