Ein Clownfisch namens Marlin lebt im Great Barrier Reef und verliert seinen Sohn Nemo, nachdem er sich aufs offene Meer gewagt hat, trotz der ständigen Warnungen seines Vaters vor vielen Gefahren des Ozeans. Nemo wird von einem Boot entführt und in ein Netz gesteckt und in eine Zahnarztpraxis in Sydney gebracht. Während Marlin sich auf den Weg macht, um zu versuchen, Nemo zu bergen, trifft Marlin auf einen Fisch namens Dory, einen blauen Tang, der an einem Verlust des Kurzzeitgedächtnisses leidet. Die Gefährten legen eine weite Strecke zurück und treffen auf verschiedene gefährliche Meeresbewohner wie Haie, Seeteufel und Quallen, um Nemo aus der Zahnarztpraxis am Hafen von Sydney zu retten. Während die beiden den Ozean weit und breit absuchen, planen Nemo und die anderen Meerestiere im Aquarium des Zahnarztes einen Weg, um zum Meer zurückzukehren, um wieder ein Leben in Freiheit zu führen.