В водах Барьерного рифа рыбки-клоуны Марлин и Корал радостно ждут пополнения. Семейным планам не суждено сбыться. Страшный хищник убивает молодую мать и съедает все потомство. Лишь одной икринке удается выжить. Малыша, появившегося на свет, Марлин называет Немо.
С самого детства Немо отличается от других. Из-за нападения барракуды один его плавник оказывается меньше и слабее второго. Малыша часто дразнят в школе. Заниженная самооценка не дает покоя, и Немо решает доказать своим обидчиком, что способен плавать не хуже других. Клоун выплывает в открытое море, где его быстро хватает аквалангист.
Взволнованный отец бросается на помощь единственному сыну, но сбивается с пути. Тогда Марлин принимает решение самостоятельно отыскать Немо. К себе в команду он зовет синюю Дори. Несмотря на потерю памяти, рыба хорошо помогает в поисках. Она видит надпись «Сидней. Австралия» на упавшей маске. Компания тут же решает двигаться в этом направлении.
На своем пути Марлин и Дори встречают множество опасностей и не меньшее количество желающих помочь. Практически весь океан ищет Немо. Маленький клоун тем временем храбро пытается выбраться из аквариума в кабинете стоматолога. На помощь приходит пациентка дантиста Дарла. Девочка смывает Немо в унитаз, даруя ему свободу. Выплыв в открытую воду, малыш в скором времени воссоединяется с отцом. В финальной сцене на поверхности океана весело плещутся все аквариумные жители.
