Doris, le poisson-chirurgien amnésique, vit heureuse dans le récif avec Nemo et Marlin. Mais quand elle se souvient soudainement de sa famille, le trio se lance alors à sa recherche.
Lorsque Doris, le poisson-chirurgien amnésique, se souvient soudainement qu'elle a une famille qui pourrait bien être à sa recherche, elle décide avec Marlin et Nemo de tenter de la retrouver. En cours de route, elle obtient l'aide de Hank, une pieuvre farouche, de Bailey, un béluga convaincu que ses compétences de sonar biologique sont fichues, et de Destiny, un requin-baleine myope. Certaines séquences ou certains motifs lumineux clignotants peuvent affecter les téléspectateurs photosensibles.