Bộ phim kể về hành trình đi tìm con xuyên đại dương của chú cá hề Marlin (Albert Brooks lồng tiếng). Trong buổi đầu tiên đi học, cậu bé Nemo vì bất bình với sự bảo bọc quá kỹ của cha nên đã có hành động mạo hiểm, để rồi bị bắt tới tận thành phố Sydney. Dù chỉ còn chút ít phần trăm hy vọng nhưng Marlin vẫn quyết tâm giải cứu cậu con trai duy nhất. Trên đường đi, Marlin đồng hành với cô nàng lắm mồm nhưng tốt bụng Dori (Ellen DeGeneres).