Ein Jahr nach der Wiedervereinigung von Nemo und seinem Vater macht sich die vergessliche Dorie auf die Suche nach ihren Eltern. Bruchstückhaft kehren Erinnerungen an ihre Kindheit zurück, die den Doktorfisch und die beiden Clownfische an die Küste Kaliforniens führen. Hier, in einem Meeresbiologischen Institut, glaubt Dorie, ihre Eltern verloren zu haben. Doch wie gelangt man als Miniaturfisch in eine Touristenattraktion der Menschen, ohne sich selbst zu gefährden? Die Antwort liegt für Dorie auf der Flosse: Man braucht neue Freunde!