這次將以健忘的多莉為主軸，故事發生在尼莫返家後的六個月，多莉在魟魚雷老師的校外教學看到魟魚的集體洄游，一向什麼都記不起來的她突然受到記憶的衝擊，想起自己過往，所以多莉決定啟程尋找自己的家人，於是展開一段遠赴加州海岸的全新冒險之旅，多莉必須克服她的健忘，憑著僅存的記憶找到回家的路。 多莉的好友馬林、尼莫以及水族箱裡曾與尼莫共患難的朋友們全數回籠，當然還有更多可愛有趣的角色加入，就讓我們跟著這些海底生物再次一起遨遊。