主角是一对可爱的小丑鱼(Clownfish)父子。父亲马林和儿子尼莫一直在澳洲外海大堡礁中过着安定而"幸福"的平静生活。鱼爸爸马林一直谨小慎微,行事缩手缩脚,虽然已经身为人父,却丝毫不会影响它成为远近闻名的胆小鬼。也正因为这一点,儿子尼莫常常与马林发生争执,甚至有那么一点瞧不起自己的父亲。直到有一天,一直向往到海洋中冒险的尼莫,游出了他们所居住的珊瑚礁。正当尼莫想要舒展一下小尾巴的时候,一艘渔船毫不留情地将欢天喜地的尼莫捕走,并将它辗转卖到澳洲悉尼湾内的一家牙医诊所。
在大堡礁的海底,心爱的儿子突然生死未卜的消息,对于鱼爸爸马林来说却无异于晴天霹雳。尽管胆小怕事,现在为了救回心爱的孩子,马林也就只有豁出去了。它决心跟上澳洲洋流,踏上寻找自己儿子的漫漫征程。
虽说是已下定决心,但这并不代表马林可以在一夜之间抛弃自己怯懦的性格。途中与大白鲨布鲁斯的几次惊险追逐,很快便令它萌生退意,险些使父子重聚的希望化为泡影。但幸运的是,马林遇到了来自撒马力亚(Samaritan)的蓝唐王鱼(Regal Blue Tang)多莉(Dory)。多莉是一只热心助人、胸怀宽广的大鱼。虽然严重的健忘症常常搞得马林哭笑不得,但是有多莉在身边做伴,却也渐渐令马林明白了如何用勇气与爱战胜自己内心的恐惧,也懂得了一生中有一些事情的确是值得自己去冒险去努力的道理。
就这样,两条鱼在辽阔的太平洋上的冒险使它们交到了形形色色的朋友,也遭遇了各式各样的危机。而鱼爸爸马林也终于克服万难,与儿子团聚并安全地回到了自己的家乡。过去那个让自己儿子都瞧不起的胆小鬼马林,经过这次的考验后成为儿子眼中真正的英雄!一场亲情团聚的大戏,就此在充满泪水的眼睛中落下了帷幕。