La Gran Barrera de Coral está habitada por peces de colores llamados peces payaso. Uno de ellos llamado Marlin se encuentra con la tragedia. El pez depredador devora a su esposa Coral y casi a todos los huevos, de los cuales nacen todos los días a los payasos jóvenes. El pequeño Nemo, el único hijo sobreviviente de Marlin, se convierte en el sentido de su vida. Pero cuando el sobreprotector padre decide enviarlo a la escuela, ocurre otro desastre: el pez zambullidor es sacado del océano por un buzo y va a un acuario en una oficina dental en Sydney. Marlin, aunque sufre de miedo al mar abierto, sale a salvar a su hijo. Le acompaña una gran y olvidada Dora.
