เรื่องราวเริ่มต้นจาก Dory (เสียงพากย์โดย Ellen DeGeneres) ปลาไนล์ที่มีอาการขี้ลืม เธอเริ่มนึกถึงครอบครัวและการค้นหาพ่อแม่ของเธอในขณะที่อยู่ในอควาเรียม ทั้งนี้ Dory จำไม่ได้ว่าพ่อแม่ของเธอคือใครและอยู่ที่ไหน แต่เธอมีภาพในความทรงจำที่บางเบา
Dory ตัดสินใจออกเดินทางเพื่อค้นหาครอบครัวของเธอ โดยมี Marlin (เสียงพากย์โดย Albert Brooks) และ Nemo (เสียงพากย์โดย Hayden Rolence) เพื่อนซี้ของเธอร่วมทาง ในการเดินทางครั้งนี้ Dory ต้องเผชิญกับอุปสรรคและอันตรายมากมาย รวมถึงการพบกับตัวละครใหม่ ๆ เช่น Hank (เสียงพากย์โดย Ed O’Neill) ปลาหมึกที่ช่วยเหลือเธอ
