大家最喜爱的健忘的多莉回来了这次她将与好朋友尼莫与马林一起寻找她的神秘过去和她遗失的家庭她能记起来什么她的父母是谁还有她是从哪儿学会了说鲸语多莉与马林尼莫一起开启了这场改变鱼生的大冒险穿越大洋至加州著名的海洋生物研究所在这里多莉获得了三位有趣居民的鼎力支持一只脾气暴躁经常让研究所雇员找得团团转的章鱼汉克；一头坚信自己的生物声呐技能出问题了的白鲸贝利；以及一头严重近视眼的鲸鲨运儿当多莉和朋友们在研究所错综复杂的内部水道中辗转前行时她也逐渐对友谊亲情和家庭的奥义有了更深刻的认识……