Ceritanya setahun setelah Finding Nemo. Anda dapat melihat bagaimana Dory kecil yang imut (Sloane Murray) terpisah dari orang tuanya yaitu Charlie (Eugene Levy) dan Jenny (Diane Keaton). Secara tiba-tiba memori tersebut tiba-tiba datang dan Dory bertekad ingin mencari orangtuanya. Dengan ditemani Marlin dan Nemo, pencarian ini membawa mereka ke Teluk Morro, California. Mereka kebingunagan dalam misinya karena Dory sendiri nyaris tak ingat darimana dia berasal.
Stanton dengan praktis menyediakan kilasanflashback yang diingat Dory di saat-saat krusial yang meski sekadar menjadi penggerak plot, namun tak terkesan dipaksakan. Ed O'Neill sebagai pengisi suara dari Hank, yang merupakan gurita temperamen yang punya motif pribadi untuk membantu Dory, namun ternyata tak selicik kelihatannya.
