在美麗的海底花園中，住著一對相依為命的小丑魚父子，自從魚媽媽意外喪生後，魚爸爸馬林就承擔起父兼母職的工作，盡力撫養小兒子尼莫。由於大海中暗藏種種危機，馬林非常保護尼莫，時時提醒他要小心安全，但不知天高地厚的尼莫，一心想擺脫種種限制，去追尋刺激的冒險。有一天，被好奇心驅使的尼莫再度離開父親的視線，結果被潛水夫捉去了！最後被帶到雪梨一家牙醫診所的水族箱中飼養。心急如焚的馬林因此展開千里尋子之旅，在途中他遇到形形色色的朋友，也遭遇各式各樣的危機，在健忘的魚大姊多莉、熱心的海龜群、鯨魚、鵜鵠鳥等幫忙下，他到底能不能克服萬難找到兒子呢？