患有短期失憶癥而總失憶的多莉。有一天她隨尼莫去上學(xué)，路上遇到了舉家遷徙的蝠魟，勾起了她對(duì)家的向往，因此多莉決定去尋找自己的父母。在旅途中它遇到了很多新朋友，有章魚(yú)、海獅、白鯨等。

在馬林尋回兒子后，多莉成了它和兒子的鄰居。有一天，他們路遇舉家遷徙的魚(yú)群，突然勾起了多莉?qū)ψ约荷硎赖幕貞?，于是馬林父子陪伴她踏上了尋親之旅。

性格溫和的德斯蒂妮，渾身長(zhǎng)滿斑點(diǎn)。多莉路過(guò)一間海洋生物康復(fù)中心時(shí)，遇到的一只游不了直線的鯨鯊。實(shí)際上是多莉的舊時(shí)，只是多莉忘記了。

多莉路過(guò)一間海洋生物康復(fù)中心時(shí)，遇到的一只聲納系統(tǒng)出了問(wèn)題的通體雪白的白鯨貝利，貝利和德斯蒂妮是鄰居。之后和德斯蒂妮一起幫助多莉?qū)ふ宜母改浮?/div>

多莉在海洋生物研究所遇到的章魚(yú)漢克，漢克足智多謀，隱身技能出神入化。知道多莉在尋找父母后，兩人謀劃了一項(xiàng)大膽的計(jì)劃，進(jìn)行了一段瘋狂之旅。

多莉的媽媽，為自己的獨(dú)生女兒多莉做任何事。無(wú)比呵護(hù)多莉，努力教會(huì)自己的健忘女兒暢游海洋的生存技能。珍妮可能看起來(lái)樂(lè)觀自足，甚至有些大大咧咧，但她其實(shí)是個(gè)無(wú)微不至的母親，也是個(gè)聰明的楷模。