Når Dory, den glemske fisken, plutselig husker at hun har en familie som kanskje leter etter henne, svømmer hun sammen med Marvin og Nemo ut på en livsendrende reise for å finne dem…. Med hjelp av Hans, en gretten blekksprut, Bjarne, en hvithval som er overbevist om at hans biologiske ekkolodd har forlatt han og Lykke, en nærsynt hvalhai!