V pestrobarevných a teplých vodách Velké útesové bariéry žije ve svém bezpečném a odlehlém příbytku ze sasanek Marlin a jeho jediný syn Nemo. Marlin se s obavami ze všech nepředvídatelných nebezpečí, které hlubiny oceánu skýtají, snaží svého syna před nástrahami okolí ochránit. Nemo je však, stejně jako všechny malé rybky, velmi zvídavý a chce tajemný útes prozkoumat. Když je pak nečekaně unesen daleko od domova a skončí v akváriu, kterým si vyzdobil ordinaci laciný zubař, ocitne se Marlin nečekaně v roli hrdiny na cestě k záchraně svého syna.
Během hledání se k Marlinovi připojí samaritánka Dory - ryba s nejhorší krátkodobou pamětí a největším srdcem v celém oceánu. Její nehynoucí optimismus neustále žene Marlina kupředu a dodává mu odhodlání riskovat a překonávat jeho obavy. Díky tomu Marlin také postupně začne věřit, že se nakonec přece jen podaří všechny problémy zdárně vyřešit.
Po střetu s četnými nástrahami podmořského i suchozemského světa včetně žraloků, želv, medúz, mořských ptáků, městské kanalizace i samotného člověka, končí odloučení otce a syna šťastným shledáním a kdysi bojácný Marlin se stane v očích svého potomka i celého oceánu opravdovým hrdinou.