En aquesta ocasió, les aventures en comptes de centrar-se en el petit Nemo ho faran en l’oblidadissa Dory, qui després d’un any de la recerca del fill d’en Marvin, iniciarà un viatge cap a a la costa Californiana per retrobar-se amb la seva família.
Per a això comptarà amb l’ajuda del mateix Marvin que, tornant-li el favor, l’acompanyarà al costat del petit Nemo i els amics que aquest va conèixer en l’aquari de la clínica dental en la qual va estar atrapat.