У глибині океану живе сім'я рибок-клоунів Марлін (Альберт Брукс) і Корал (Елізабет Перкінс). Стається нещастя - рибку Корлін та ікринки, які вона так дбайливо оберігає, з'їдає хижа риба. У живих залишається тільки один малюк, якого Марлін береже як зіницю ока, - їхній син Немо (Александр Гоулд). Через напад хижої барракуди у Немо один із плавників маленький і ослаблений. Незабаром Немо йде до школи для океанських мешканців. Діти дражнять його, і Немо вирішує проявити хоробрість і показати, що може плавати анітрохи не гірше за інших - він випливає у відкрите море, але раптом трапляється аквалангістові на очах у здивованих товаришів. Марлін кидається в погоню за човном, що відпливає, але збивається з ніг і втрачає сина з поля зору. Тоді він вирішує вирушити в далеку подорож до берега океану, щоб врятувати Немо. На своєму шляху він зустрічає чимало цікавих персонажів - добрих акул, які вирішили стати вегетаріанцями, і рибку Дорі (Елен ДеГенерес), що страждає втратою пам'яті. Дорі допомагає Марліну прочитати напис на масці дайвера, що впала з човна. Він свідчить: "Сідней, Австралія". Історія про зниклого Немо швидко розлітається по всьому океану, і кожна морська істота готова допомогти Марліну в пошуках сина.
Тим часом Немо стає черговим мешканцем акваріума в кабінеті у стоматолога. Жителі цього акваріума під проводом рибки на ім'я Гілл (Вільям Дафе) всіляко намагаються допомогти Немо повернутися назад додому, не підозрюючи про те, що його шукає цілий океан.