患有短期失忆症而总失忆的多莉。有一天她随尼莫去上学，路上遇到了举家迁徙的蝠魟，勾起了她对家的向往，因此多莉决定去寻找自己的父母。在旅途中它遇到了很多新朋友，有章鱼、海狮、白鲸等。