患有短期健忘症的多莉（艾伦·德杰尼勒斯 Ellen DeGeneres 配音）曾经也拥有美好的家庭，然而一连串的意外让她与和蔼可亲的父母失散。此去经年，多莉邂逅了小丑鱼父子马林（艾伯特·布鲁克斯 Albert Brooks 配音）和尼莫（海登·罗兰斯 Hayden Rolence 配音），与他们经历了前所未有的大冒险。平静的日子里，童年时期的片段记忆突然闯入多莉的脑海，于是她再度踏上寻找父母的旅程。这一次，她来到了海洋生物博物馆，遇到了不打算回到大海的章鱼汉克（艾德·奥尼尔 Ed O'Neill 配音）以及童年时的朋友鲸鲨运儿（凯特琳·奥尔森 Kaitlin Olson 配音）。循着记忆中的蛛丝马迹，她离父母越来越近。然而在这一过程中，她又和马林父子失散了。 对友情、亲情的执着，让这群小家伙无论千难万险也要坚持到底……
演员：金妮弗·古德温 杰森·贝特曼 关继威 福琼·费姆斯特 安迪·萨姆伯格 大卫·斯特雷泽恩 伊德瑞斯·艾尔巴 夏奇拉 帕特里克·沃伯顿 昆塔·布伦森 内特·托伦斯 邦妮·亨特 唐·雷克 麦考利·卡尔金 布兰达·宋 莫里斯·拉马奇 莉亚·莱瑟姆 雷蒙德·S·佩尔西 珍妮·斯蕾特 丹尼·特雷霍 马克·史密斯 汤米·利斯特 让·雷诺 塞西莉·斯特朗 朱恩·斯奎布 米歇尔·戈麦兹 戴维·法恩 约翰·雷吉扎莫 汤米·钟 艾伦·图代克 迈克尔·J·福克斯 乔希·达拉斯 彼得·曼斯布里奇 伊薇特·尼科尔·布朗 艾德·希兰
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演员：萨姆·沃辛顿 佐伊·索尔达娜 西格妮·韦弗 史蒂芬·朗 奥娜·卓别林 大卫·休里斯 凯特·温斯莱特 贝利·巴斯 吉奥瓦尼·瑞比西 杰梅奈·克莱门特 杰米·福雷特斯 埃迪·法可 克利夫·柯蒂斯 乔·大卫·摩尔 杰克·尚皮永 马特·杰拉德 科斯顿·约翰 菲利普·盖廖 布里坦·道尔顿 特里尼蒂·布利斯 小杜安·埃文斯
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演员：杰西·艾森伯格 伍迪·哈里森 戴夫·弗兰科 艾拉·菲舍尔 贾斯蒂斯·史密斯 多米尼克·塞萨 阿丽亚娜·格林布拉特 裴淳华 摩根·弗里曼 马克·鲁法洛 丹尼尔·雷德克里夫 尼克·威特曼
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