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：古谷彻 潘惠子 藤田淑子 铃置洋孝 堀秀行 堀川亮 桥本晃一 水岛裕 三矢雄二 中尾隆圣 小林通孝 难波圭一 庄真由美 渡边菜生子 冬马由美 上村典子 柳泽三千代 柴田由美子 吉田奈穗 半谷君枝 村濑容子 川岛上业子 田中秀幸
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演员：田中真弓 坂本千夏 堀绚子 一城美由希 岛村佳江 槐柳二 八代骏 新村礼子 大塚周夫 菊地英博 渊崎由里子 梶哲也 青野武 仓崎青儿 仁内建之 山崎哲也 中原香织 胜田治美 丸山真奈实 渡边真砂子 新井美由记 纳谷悟朗 金田龙之介 常田富士男
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