患有短期健忘症的多莉（艾伦·德杰尼勒斯 Ellen DeGeneres 配音）曾经也拥有美好的家庭，然而一连串的意外让她与和蔼可亲的父母失散。此去经年，多莉邂逅了小丑鱼父子马林（艾伯特·布鲁克斯 Albert Brooks 配音）和尼莫（海登·罗兰斯 Hayden Rolence 配音），与他们经历了前所未有的大冒险。平静的日子里，童年时期的片段记忆突然闯入多莉的脑海，于是她再度踏上寻找父母的旅程。这一次，她来到了海洋生物博物馆，遇到了不打算回到大海的章鱼汉克（艾德·奥尼尔 Ed O'Neill 配音）以及童年时的朋友鲸鲨运儿（凯特琳·奥尔森 Kaitlin Olson 配音）。循着记忆中的蛛丝马迹，她离父母越来越近。然而在这一过程中，她又和马林父子失散了。 对友情、亲情的执着，让这群小家伙无论千难万险也要坚持到底……
演员：波笛·约根森 克劳斯·布埃 Albert Rudbeck Lindhardt Lars Hjortshøj 拉斯马斯·伯格 Maria Lucia Rosenberg Herman Knop Flora Ofelia Hofman Lindahl Malte Houe Uffe Ellemann-Jensen
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演员：珍妮·斯蕾特 迪恩·弗雷斯彻-坎普 伊莎贝拉·罗西里尼 罗莎·萨拉查 托马斯·曼 莱思莉·斯塔尔 乔·加布勒 莎丽·芬克尔斯坦 塞缪尔·潘特 布莱克·霍特尔 斯科特·奥斯特曼 杰里米·埃文斯 莎拉·瑟尔 安迪·里克特 内森·菲尔德 杰茜·克莱因 彼得·博内兹 柯南·奥布莱恩 布莱恩·威廉姆斯 耶西·奇利奥
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