Dory genkalder pludselig sine barndoms minder. Huskende noget om " juvelen i Morro Bay, Californien ", sammen med Nemo og Marlin, begiver hun sig ud for at finde sin familie. Hun ankommer til Monterey Marine Life Institute, hvor hun møder Bailey, en hvid beluga- hval; Destiny, en hvalhaj; og Hank, en blæksprutte, der bliver hendes guide.