Napriek zákazu svojho otca Nemo hneď prvý deň v škole opúšťa bezpečie korálového útesu a vydáva sa do hlbokej vody, aby kamarátom dokázal svoju odvahu. Nanešťastie ho odchytí športový potápač a Nemo skončí v akváriu v prístavnej zubnej ordinácii v Sydney. Jeho nešťastný otec s pomocou modrej korálovej rybky Dory, trpiacej stratou krátkodobej pamäti, vypláva na jeho záchranu. Cestou čelia mnohým nebezpečenstvám a stretajú najrozličnejších obyvateľov morských hlbín. Medzitým Nemo spolu s ostatnými obyvateľmi akvária – pračudesnou partiou morských tvorov – pripravuje plán úteku späť do mora.