Great Barrier Reef bebos av färgglada fiskar som kallas clownfish. En av dem som heter Marlin möter tragedi. En rovfisk slukar sin fru Coral och nästan alla ägg av ägg från vilka unga klovner var på väg att kläckas vilken dag som helst. Lilla Nemo, den enda överlevande sonen till Marlin, blir meningen med hans liv. Men när den överskyddande fadern beslutar att skicka honom till skolan, inträffar ytterligare en olycka: en liten clown fiskas ur havet av en dykare och går till akvariet på tandläkarmottagningskontoret i Sydney. Även om Marlin lider av rädsla för det öppna havet, avser han att rädda sin son. Han åtföljs av den stora glömska Dora.
