最后意外还是发生了。一天，尼莫被一个潜水员带离了他的家园，放入了澳大利亚一个牙医办公室的鱼缸里。找不到儿子的马林，开始了艰苦的寻子历程。这时，一条叫多莉的好心的蓝藻鱼也加入了它寻子的行列。想不到带路的多莉却是一个路痴，在路途中，他们遇到了无数的危难险阻，也闹出许多笑话。多莉乐观向上的性格影响了马林，也改变了马林软弱的性格，变得勇敢了。为了找回他的宝贝儿子尼莫，马林他们必须寻遍大海，跟上澳洲洋流才能把儿子带回来，在途中他们遇到形形色色的朋友，也遭遇各式各样的危险。

　　马林和多莉一路闯荡海洋各个角落，遭遇大白鲨、锤头鲨、安康鱼等坏蛋的追杀，又经历过无数的海鸥、下水道甚至人类的威胁后，找回了自己的儿子尼莫。两父子终于见面了，这时的马林也成为了整个海洋世界里的英雄……