小丑鱼爸爸玛林和儿子尼莫在澳洲大堡礁的深海中过着简单幸福的生活。然而,玛林常常表现出胆小怕事的性格,这让尼莫对父亲有些看不起。一次冒险中,尼莫因不服从父亲的警告而与同伴前往水面玩耍,结果被渔网捕获,辗转被卖到一家牙医诊所。玛林得知儿子的遭遇后,内心充满担忧,决定克服自己的恐惧,踏上营救儿子的旅程。旅途中,他遇到了同样心碎的多瑞——一条因人类活动失去孩子的白鲸,两人结伴而行。在冒险过程中,他们不仅要面对各种危险和恐惧,还得到了许多海洋生物的帮助,包括海獭谢利、章鱼保罗以及一只温和的大白鲨船长。最终,玛林成功救出尼莫,并通过自己的努力与勇气赢得了儿子的尊重,也成为了大家眼中的英雄。这段旅程不仅让父子关系更加紧密,也让玛林学会了什么是真正的勇敢。