Če si drobcena riba, je življenje ob Koralnem grebenu strahovito nevarno. Marlin, ki sam vzgaja sinka Nema, ves čas živi v strahu in napetosti. Ko napoči prvi šolski dan in mora Nemo zapustiti varno zavetje doma, ga Marlin ves nervozen spremlja in si žene k srcu vsak njegov gib.
A Nemo kljubuje očetu in odplava stran, da bi si pobliže ogledal čoln. Iznenada ga ujame potapljač, Marlin pa to le nemočno opazuje. Ko malce pride k sebi, se obupan odloči, da bo poiskal sina. Pripluje mimo ribje šole in se dobesedno zaleti v simpatično ribico Dory, ki mu ponudi pomoč. Težava je samo v tem, da ima Dori strahovito kratek spomin in vse pozabi v trenutku, ko se zgodi. Podvodni duo se poda na misijo nemogoče: rešiti Nema. Ta se medtem znajde v akvariju zobne ordinacije s pogledom na sydneysko pristanišče. V njem je polno zanimivih ribic. Njihov vodja je Škrgec, ki je prav tako prišel iz oceana in sanja, da bi se nekoč vrnil vanj. Ko Marlin in Dori prispeta v sydneysko pristanišče, jima na pomoč priskoči prijazni pelikan Nigel, ki je slišal zgodbe o neverjetno pogumnem Marlinu, ki išče sina. Čas se izteka, na delu so številne sile, očeta in sina pa še vedno ločuje ocean...