患有短期健忘症的多莉（艾伦·德杰尼勒斯 Ellen DeGeneres 配音）曾经也拥有美好的家庭，然而一连串的意外让她与和蔼可亲的父母失散。此去经年，多莉邂逅了小丑鱼父子马林（艾伯特·布鲁克斯 Albert Brooks 配音）和尼莫（海登·罗兰斯 Hayden Rolence 配音），与他们经历了前所未有的大冒险。平静的日子里，童年时期的片段记忆突然闯入多莉的脑海，于是她再度踏上寻找父母的旅程。这一次，她来到了海洋生物博物馆，遇到了不打算回到大海的章鱼汉克（艾德·奥尼尔 Ed O'Neill 配音）以及童年时的朋友鲸鲨运儿（凯特琳·奥尔森 Kaitlin Olson 配音）。循着记忆中的蛛丝马迹，她离父母越来越近。然而在这一过程中，她又和马林父子失散了。 对友情、亲情的执着，让这群小家伙无论千难万险也要坚持到底……
演员：史蒂文·元 吴珊卓 J·K·西蒙斯 李·佩斯 马修·瑞斯 丹娜·奎里拉 吉莉安·雅各布斯 莎姬·贝兹 克兰西·布朗 格蕾·德丽斯勒 克里斯·迪亚曼托普洛斯 马克·哈米尔 杰森·曼楚克斯 罗斯·马昆德 玛莱斯·裘 杰弗里·迪恩·摩根 卡里·佩顿 杰·费罗尔 扎克瑞·昆图 安德鲁·兰内斯 凯文·迈克尔·理查德森 塞斯·罗根 本·施瓦茨
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