Het Great Barrier Reef wordt bewoond door kleurrijke vissen die clownvis worden genoemd. Een van hen genaamd Marlin ontmoet een tragedie. Een roofvis verslindt zijn vrouw Coral en bijna alle eieren van eieren waaruit jonge clowns op het punt stonden elke dag uit te komen. Kleine Nemo, de enige overlevende zoon van Marlin, wordt de betekenis van zijn leven. Wanneer de overbezorgde vader besluit hem naar school te sturen, doet zich echter een ander ongeluk voor: een kleine clown wordt door een duiker uit de oceaan gevist en gaat naar het aquarium in het kantoor van de tandarts in Sydney. Hoewel Marlin lijdt aan angst voor de open oceaan, probeert hij zijn zoon te redden. Hij wordt vergezeld door de grote vergeetachtige Dora.
