Seikluslik noor klounikala Nemo viiakse ootamatult oma Suure Vallrahu kodust hambaarsti kabineti akvaariumi. Tema muretseva isa Marlini ja sõbraliku, kuid unustava kala Dory ülesandeks on Nemo koju tuua - kohtuvad taimetoiduliste haidega, surfarikilpkonnade kilpkonnadega, hüpnootiliste meduusidega, näljaste kajakatega ja muuga.

Ameerika tuumaallveelaev kaob ja valitsus saadab õnnetuspaika lokaliseerima kaks rühma - sõjaväe ja veealuse puurimistööde eskpertmeeskonna. Puurijad avastavad maavälise eluvormi ja on veendunud selle heatahtlikest kavatsustest. Sõjavägi soovib seda hävitada. Aja jooksul süveneb kahe meeskonna vaheline konflikt.