Nemo, seikkailunhaluinen nuori vuokkokala vangitaan odottamatta Australian suurella valliriutalla ja viedään hammaslääkärin vastaanoton akvaarioon. Hänen huolissaan olevan isänsä Marlinin ja ystävällisen mutta hajamielisen palettivälskäri Dorin täytyy lähteä eeppiselle matkalle hakemaan hänet kotiin. Seikkailu vie heidät kasvotusten kasvissyöjähaiden, surffarikilpikonnien, hypnoottisten meduusojen ja nälkäisten lokkien kanssa. Marlin löytää rohkeutta, jota hän ei edes tiennyt olevan olemassa, mutta onnistuuko hän löytämään poikansa?