故事發(fā)生在亞熱帶海洋美麗的海底世界，在這個海底世界里，有一個長滿許多珊瑚的大堡礁，色彩斑斕，多姿多彩，小丑魚馬林和他唯一的兒子尼莫，就在這里過著寧靜安全的生活。馬林本來有一個幸福的家：美麗的妻子和一群可愛的孩子，但是，他們都在一次鯊魚的襲擊中死去了，最后只剩下尼莫和他相依為伴，所以，馬林特別擔心失去最后一個孩子尼莫。海洋世界豐富美麗，同時也變幻莫測，充滿危險，雖然馬林一直努力保護頑皮的尼莫，但是尼莫就像所有年幼的小魚一樣，頑皮貪玩，渴望探索他們居住的大堡礁外面的世界。

最后意外還是發(fā)生了。一天，尼莫被一個潛水員帶離了他的家園，放入了澳大利亞一個牙醫(yī)辦公室的魚缸里。找不到兒子的馬林，開始了艱苦的尋子歷程。這時，一條叫多莉的好心的藍藻魚也加入了它尋子的行列。想不到帶路的多莉卻是一個路癡，在路途中，他們遇到了無數(shù)的危難險阻，也鬧出許多笑話。多莉樂觀向上的性格影響了馬林，也改變了馬林軟弱的性格，變得勇敢了。為了找回他的寶貝兒子尼莫，馬林他們必須尋遍大海，跟上澳洲洋流才能把兒子帶回來，在途中他們遇到形形色色的朋友，也遭遇各式各樣的危險。

馬林和多莉一路闖蕩海洋各個角落，遭遇大白鯊、錘頭鯊、安康魚等壞蛋的追殺，又經(jīng)歷過無數(shù)的海鷗、下水道甚至人類的威脅后，找回了自己的兒子尼莫。兩父子終于見面了，這時的馬林也成為了整個海洋世界里的英雄……

迪士尼公司與皮克斯公司繼《玩具總動員》、《蟲蟲特工隊》、《玩具總動員2》，《怪獸公司》之后，再度推出最新三維電腦動畫作品《海底總動員》。這也是迪士尼第一部在全球暑期上映的電腦動畫巨片。