Värikkäissä ja lämpimissä trooppisissa vesissä, Great Barrier Reefin suurissa vedenalaisissa maisemissa, Clownfish-niminen Marlin asuu turvassa ja erillään rauhallisessa kuilussa ainoan poikansa Nemo kanssa. Peläten merta ja sen arvaamattomia riskejä, hän kamppailee suojellakseen poikaansa. Nemo, kuten kaikki nuoret kalat, haluaa tutkimusmatkalle salaperäiselle riutolle. Kun Nemo viedään odottamatta hyvin kauas kodin ulkopuolelle ja heitetään hammaslääkäriaseman akvaarioon, Marlin löytää itsensä epätodennäköisenä sankarina eeppisellä matkalla pidentämään poikansa elämän. Matkan aikana Marlin saa rinnalleen toisenlainen auttava käsi: Nimi Dory, hyväntahtoinen Samarialainen nimeltä Dory, Regal Blue Tang -kalana, jolla on koko meren huonoin lyhytkestoinen muisti ja suurin sydän. Kun kaksi kalaa jatkavat matkaa, kohdaten lukuisia vaaroja, Doryn optimismi pakottaa Marlinin löytämään rohkeuden ottaa riskejä ja voittaa pelkonsa. Näin ollen Marlin oppii luottamaan ja uskomaan, että asiat lopulta järjestyvät, kuten Dorylläkin. Hengittäen ksiaiseudun, viemärijärjestelmiä ja jopa ihmisen itsensä, isän ja pojan kohtalokas erkaantuminen päättyy voittoon. Ja kerran pelokas Marlin tulee todelliseksi sankariksi poikansa silmissä ja koko merelle.