Przemierzywszy cały ocean w poszukiwaniu Nemo, Marlin i Dory wrócili na Wielką Rafę Koralową, by we trójkę wieść spokojne, pozbawione przygód życie. Niemal rok później, kiedy Dory poznaje pojęcie migracji, zakorzenionego głęboko w podświadomości instynktu, który pozwala zwierzętom odnaleźć drogę powrotną do domu, rybka przypomina sobie o rodzicach, od których oddzielił ją okrutny los. Kierując się wyłącznie intuicją i mglistymi wspomnieniami, Dory zabiera Nemo i Marlina w podróż do kalifornijskiego oceanarium, którego misją jest leczenie gatunków morskich i zapewnienie im bezpiecznego powrotu do domu. Dory wkrótce przekona się, że odnalezienie rodziców wcale nie jest łatwym zadaniem...