在澳大利亞東北部的海域里，有個五彩斑斕的大堡礁群，里面生活著許多千姿百態的熱帶魚。有一對小丑魚——馬林和珊珊就要當爸爸媽媽了！他們興奮地看著珊瑚礁洞穴里的一窩魚卵，期待著小寶寶們的誕生。 珊珊說： “我們還沒給他們取名字呢，我喜歡尼莫這個名字。”

　　他們一邊開心地商量著， 一邊在海葵叢中追逐玩耍。突然， 一條梭魚沖了過來！馬林趕緊沖過去保護珊珊，可是。梭魚的尾巴猛地掃過來，把他撞暈了。等馬林醒來時，周圍一片寂靜。他趕緊游回洞穴里一看，窩里只剩下一枚小小的卵，珊珊和其他的卵都不在了。，雖然受了點兒傷，但萬幸的是他還活著。“乖， 乖……沒事兒了， 爸爸在這兒。”他小心翼翼地把卵放在自己的鰭上， 強忍著悲痛輕輕地說著，“我發誓再也不會讓你受到任何傷害， 尼莫。”

　　從此， 馬林精心地照料著他惟一的寶貝——尼莫。因為那場驚嚇小尼莫的鰭一邊大一邊小， 游起來不但不平衡， 還顯得有些笨拙，爸爸馬林更覺得應該加倍保護他。小尼莫在爸爸的呵護下漸漸長大，父子倆一起過著安靜、 與世無爭的生活。

　　時間飛逝，很快尼莫就到了該上學的年齡。 一想到就要去上學了，尼莫興奮得睡不著覺。

　　一大早，尼莫就醒了。“今天我要去上學！爸爸，快醒醒， 快醒醒！”尼莫邊叫邊在爸爸身上跳來跳去。

　　馬林很猶豫，他覺得尼莫還太小，不想讓他這么早去上學。他不放心地問尼莫：“你真的想今年就上學嗎？不想去也沒關系，明年再上也來得及。”

　　在尼莫的百般懇求下， 馬林終于同意讓尼莫去上學了。可他還是很不放心，一直把尼莫送到學校。在校園里，雷老師讓尼莫和其他小朋友們一起爬到他的背上，然后就帶著他們游走了。

　　馬林聽說雷老師要帶孩子們去懸崖礁， 非常擔心他的尼莫會有什么危險， 因為那里正是珊珊和孩子們出事的地方！

　　在懸崖礁， 尼莫和幾個同學偷偷溜出隊伍玩耍，他們發現水面上停泊著一艘船， 覺得很好奇， 想游到那邊去看個究竟。

　　馬林一直在后面跟著尼莫，看到他想去冒險， 馬上趕過來阻止。他生氣地責備尼莫：“別以為自己長大了，就什么都能干，你還差得遠呢！”

　　尼莫根本聽不進去爸爸的話，他小聲嘟嚷著：“爸爸真煩！”

　　這時， 雷老師帶著別的孩子們游了過來，尼莫趁馬林轉身和雷老師說話的工夫游到了船邊。他用鰭一下下地敲打著船邊，發泄對爸爸的不滿，他真受不了爸爸總把他當成一個又小又弱、什么都不會做的小孩子！

　　突然，一個潛水員出現在尼莫的身旁。 馬林和尼莫的同學們看到這樣的情景，都驚呆了。

　　尼莫拼命用力往回游，可是潛水員跟在他后面，而且離他越來越近了。尼莫害怕極了，，他尖叫道：“爸爸——爸爸，快來救我呀！”

　　馬林想要沖過去救他， 卻被另一個潛水員擋住了！潛水員追上尼莫，迅速把他裝進一個網兜里，帶著尼莫浮到了水面上！

　　馬林拼命地追趕他們，可是來不及了，他眼睜睜地看著兒子被帶上了那條船。 船開動的時候，一個潛水面具從船上掉了下來。

　　馬林追到一個繁忙的水下通道，詢問那里的每一條魚：“有沒有看見一條船？他們搶走了我的兒子！”

　　終于，有一條叫多莉的藍色刺尾魚告訴馬林， 她見過那條船！她熱心地說：“它剛剛經過這兒，跟我來吧！”

　　路上， 他們遇到了大白鯊布魯斯， 布魯斯把他們帶到了一艘沉沒的潛艇上。 在這里， 馬林發現了一個潛水面具，竟然和抓走尼莫的那個潛水員戴的面具一模一樣。 上面寫著：謝爾曼，悉尼，沃拉比路42號。

　　與此同時， 一只大手把驚魂未定的尼莫從網兜里撈出來， 扔進了水中。尼莫高興地以為自己又重獲了自由， 可是當他游來游去的時候，總是會莫名其妙地撞到透明的墻上。原來他是被扔進了牙醫謝爾曼的魚缸里。

　　到了這個新的環境，，尼莫又結識了幾個新朋友：首領吉哥、泡泡、小桃、蝦蝦、豚豚、漂漂和膽小鬼。還有一只鵜鶘——他們叫他大嘴哥，他有時候會飛過來向魚缸里的朋友，們問候，可他每次都會被牙醫謝爾曼先生趕走。

　　謝爾曼醫生想把尼莫當作禮物送給他的侄女——達拉來。調皮的達拉來總是喜歡捉弄小魚，她曾經活活地把一條魚給搖晃死了。

　　尼莫發現吉哥的鰭也受過傷，共同的經歷使尼莫覺得他們兩個很投緣。 吉哥還給尼莫取了個外號叫“鯊魚餌”。

　　魚缸里的魚兒們在準備實施一個逃離魚缸的大計劃。經過周密的研究后， 他們的第一步，是要破壞過濾器，把魚缸弄臟。因為謝爾曼醫生發現魚缸臟了后一定會清洗魚缸，這樣一來， 他就會把魚缸里的魚暫時挪到塑料袋里。 到時候魚兒們一起使勁搖晃，把塑料袋撞破，只要沖出窗戶，就會獲得自由了。

　　尼莫是這個計劃成功的關鍵。因為只有他個子最小， 能鉆進過濾器，把鵝卵石卡在上面。

　　經過好幾次嘗試， 尼莫終于成功地破壞了過濾器，魚缸里的水開始變得黏糊糊、綠油油的。謝爾曼醫生看了看魚缸里變臟了的水，他皺著眉頭說： “真糟糕， 我得趁達拉來還沒到，趕緊清理一下魚缸。”

　　魚兒們知道計劃成功了一半，高興極了。

　　“小家伙， 準備好回去見爸爸吧！”吉哥對尼莫說。

　　“哈哈， 太棒啦！”尼莫高興得手舞足蹈。

　　第二天早晨， 魚兒們醒來后驚訝地發現， 魚缸里的水又變得清澈透明了。 原來魚缸已經被清洗過了，還換上了一個嶄新的叫““除污靈2003”的高科技過濾器！

　　吉哥猜測：“一定是謝爾曼醫生昨天晚上趁我們睡著時裝上的。”逃亡計劃失敗了。“那我們該怎么辦呢？”尼莫有點著急了。

　　這時， 他的爸爸馬林和多莉，一路上克服千難萬險，終于來到了悉尼港。 在這里， 他們遇到了大嘴哥。

　　當大嘴哥知道馬林就是“鯊魚餌”尼莫的爸爸時， 立刻決定幫助他們一起去救他。

　　還沒等他們趕到，謝爾曼醫生已經用小網把尼莫撈起來，裝進了一個盛著水的塑料袋里。尼莫在塑料袋里使勁搖晃， 想要逃出去。謝爾曼醫生怕尼莫掉出來， 就把塑料袋放進了一個盤子里。尼莫的新朋友們看著都快急死了， 因為可怕的達拉來馬上就要來了！

　　果然，才過了一會兒，達拉來就沖進了房間。“小魚！小魚！”達拉來興奮地跳了起來。