Ein Jahr ist vergangen, seit Clownfisch-Vater Marlin seinen verschollenen Sohn Nemo quer durch den ganzen Ozean gesucht hat und dabei tatkräftig von der vergesslichen Doktorfisch-Dame Dorie unterstützt wurde. Die Aufregungen des Abenteuers liegen mittlerweile lange zurück und die Drei sind wie eine kleine Familie. Doch als Dorie eines Tages eine scheinbar unbedeutende Beobachtung macht, schießt es ihr plötzlich durch den Kopf: Wo sind denn eigentlich ihre Eltern abgeblieben? Kleine Bruchstücke ihrer Vergangenheit kommen auf einmal zurück und lassen sie nicht in Ruhe. Für Dorie ist klar: Dieses Mal muss sie sich auf die Suche begeben. Gemeinsam mit Marlin und Nemo macht sie sich auf eine Reise voller Gefahren, die sie bis ins Meeresbiologische Institut in Kalifornien führt. Doch wird sie dort endlich mit ihrer Familie wiedervereint?

Auf dem Planeten Baab ist der Astronaut Scorch Supernova ein gefeierter Held. Bei seinen waghalsigen Abenteuern steht ihm sein Bruder Gary zur Seite, der sich jedoch lieber an die Vorschriften hält, als sich Hals über Kopf in die Gefahr zu stürzen. Als von einem fernen Planeten SOS-Zeichen gesendet werden, zögert Scorch keine Sekunde - und tappt direkt in die Falle seines Widersachers Shanker. Jetzt bleibt Gary nichts anderes übrig, als selbst aktiv zu werden.