מוצאים את דורי
עלילה

בתחילת הסרט, דורי (אלן דג'נרס, נקראה בדיבוב של הסרט הראשון ״דוגי״), דגה כחולה וצעירה, מחונכת על ידי הוריה ג'ני (דיאן קיטון) וצ'ארלי (יוג'ין לוי) כדי שתוכל להתמודד עם בעיות הזיכרון שלה. יום אחד, דורי מוצאת עצמה בודדה באוקיינוס, והיא מתחילה לחפש אחר הוריה, עד אשר פוגשת במרלין דג הליצן (אלברט ברוקס, נקרא בדיבוב של הסרט הראשון ״בר-דג״), ועוזרת לו למצוא את בנו, נמו.
לאחר שנה מאירועי הסרט הראשון, דורי גרה באותה השונית של מרלין ונמו, אך לא מצליחה להשתלב בין חבריהם. במהלך טיול שטח של בית הספר של נמו בו היא מסייעת למר ריי, בעודם צופים בנדידת הטריגונים, כשדורי שומעת את המשפט ״זרם תחתי״ היא נזכרת בהוריה, אשר הזהירו אותה מפניו כשהייתה קטנה. דורי נזכרת רק במקום שבו ראתה אותם לאחרונה, ״היהלום של מפרץ מורו, קליפורניה״, ומשכנעת את מרלין ונמו לעזור לה למצוא אותם. הם מגיעים לשם במהרה בעזרתו של קראש, צב הים מהסרט הראשון, בעודם דוהרים על זרמי האוקיינוס (בזהה לז. מ. א. - זרם מזרח אוסטרליה מהסרט הראשון) וכשהם מגיעים, דורי מחפשת אחר הוריה באזור נטוש ומאיים, מה שגורם לכך שדיונון ענק רודף אחר השלושה, כמעט אוכל את נמו, ומסבך את דורי בתופסן בקבוקים. כתוצאה מכך, מרלין, אשר כועס על דורי, אומר לה ללכת לבדה, ודורי מחפשת אחר הוריה, לבדה. לאחר שדורי עוקבת אחר קולה של סיגורני ויבר מהכרוז של המכון לחקר תת-ימי, מרכז לשיקום דגים והצגתם לראווה, היא נאספת לפתע על ידי שני עובדים, כאשר מרלין ונמו צופים בכך, אחוזי אימה.
לאחר שהיא מגיעה אל מרכז שיקום הדגים, דורי פוגשת בתמנון בשם האנק (אד אוניל), תמנון שרוצה לחיות חיים נוחים יותר באקוואריום של קליבלנד. הוא מסכים לעזור לדורי בתמורה לכך שתביא לו את התג אשר יתן לו להגיע לאקוואריום (אשר דורי מיועדת להגיע אליו). הבריחה שלהם נכשלת כאשר דורי נופלת לדלי אשר מיועד ל״דסטיני״, והיא, ביחד עם דגים מתים, מושלכת לבריכה, שם היא מתייחדת עם חברתה כרישת הלוויתן, דסטיני (בגרסה העברית נקראת ״קארמה״). בבריכה הסמוכה נמצא ביילי (טיי בורל), לבנתן בעל יכולות התמצאות.
האנק עוקב אחר דורי ומנסה לשכנעה לשחות דרך הצינורות המקשרים בין הפארק למרכז התצוגה הימי, אבל דורי, החוששת שתשכח את הדרך, משכנעת את האנק לקחת אותה לשם בעגלת תינוק, תחת סיועם של ביילי ודסטיני. עם זאת זיכרון נוסף פורץ למוחה של דורי, דבר שמוביל לכך שדורי והאנק מגיעים בטעות ל״בריכת הנגיעות״ בה ילדים מנסים לנגוע בהם. למרות זאת, האנק מגלה כי מרכז התצוגה הימי במרחק מטרים ספורים, ובעזרתו דורי נכנסת לאווקוואריום ומחפשת אחר הוריה. בינתיים, בחוץ, מרלין ונמו, יחד עם עזרתם של שני אריות ים, פלוק (אידריס אלבה) ורודר (דומיניק ווסט) ובקי הצוללנית, הם מגיעים לפארק.
בעוד דורי מחפשת אחר הוריה, היא מבחינה בצדף המוביל אותה אל ביתה אך היא לא רואה את הוריה, ומשלימה עם כך שהוריה כנראה נעלמו. אך מיד לאחר מכן היא נזכרת כיצד הופרדה מהוריה בכך שכשהייתה קטנה, היא שחתה קרוב לצינור ונשאבה אל האוקיינוס. בעזרתם של שני סרטנים, שאומרים לה שהוריה נמצאים בדרכם לקליבלנד, היא מגיעה דרך צינורות המבנה אל מרכז השיקום, בעזרת דסטיני וביילי, ומתאחדת בדרך עם מרלין ונמו במהלך דרכה אל המשאית שיוצאת לקליבלנד. לאחר שהם מגיעים לאקווריום שיש בו דגים מהזן של דורי, בעזרתו של האנק, הדגים מאושרים עקב שובה של דורי, אך חוששים כי צ'ארלי וג'ני עזבו כבר מלפני זמן רב. בגלל שהאנק חושש שדורי תוכנס למשאית, הוא אוסף אותה בכוס זכוכית, אך משאיר את מרלין ונמו מאחור. הכוס נופלת ומשברת כשהעובדים מנסים לתפוס אותו, בעוד דורי מובלת בזרמי המים אל תעלה המובילה אותה אל האוקיינוס.
דורי, אשר מנסה למצוא נואשות עזרה, נלחצת ובכך שוכחת מחבריה. כשהיא נרגעת, היא חוזרת על צעדיה, ומוצאת שורה של צדפות (אשר אימה למדה אותה לעקוב אחר השורה במידה ותאבד) על הקרקע. בעודה שוחה במסלול הצדפות, היא מוצאת את הוריה, צ'ארלי וג'ני. לאחר שהיא פוגשת בהם ומתאחדת עם הוריה, נזכרת דורי במרלין ונמו.
דורי והוריה נחלצים לעזרתם, בעזרתם של דסטיני וביילי אשר מדלגים מעל לחומות הבריכה שלהם. בעודם רודפים אחר המשאית שמובילה את מרלין ונמו לקליבלנד, לדורי עולה רעיון שביילי תשגר אותה ואת הלוטרות שפגשה אל עבר הכביש, ובאמצעות ״חמידותם״ של הלוטרות, הם עוצרים את הרכבים, ובכך נכנסים למשאית, ומנסים להציל את מרלין ונמו. עם זאת, דורי משכנעת את האנק לבוא איתה לאוקיינוס. בעודם חושבים על דרך להגיע בחזרה לאוקיינוס, מרלין מחליט לקרוא לבקי אך המשאית נסגרת על ידי העובדים ברגע שבקי נכנסת. דורי אומרת להאנק שיעזור לה להשתלט על המשאית באמצעות פתח עליון. לאחר מכן, האנק מזנק על שמשת המשאית ובכך מבריח את העובדים. האנק משתלט על הרכב, ודורי נותנת לו הוראות הכוונה על מנת שיגיעו בחזרה לאוקיינוס. בדרך, אורבת להם משטרה, אך הם עוקפים אותה בכך שהם נוסעים דרך היער ומטביעים את המשאית. דורי משחררת את כל הדגים ומתאחדת עם כל משפחתה - ג'ני, צ'ארלי, מרלין, נמו, ביילי, דסטיני והאנק.
לאחר מכן, נראה כי כל החבורה חזרה אל השונית, והאנק למעשה מחליף את מר ריי כמורה השטח, כיוון שמר ריי יצא לנדוד. דורי הולכת אל מדרון השונית, בעוד מרלין עוקב אחריה, מבלי שהיא יודעת. ברגע שהוא מתקרב אליה, דורי אומרת לו שהיא יודעת שזה הוא ושהיא זוכרת די הרבה מהאירועים ונזכרת בדבר אחרון מעברה, שלא משנה שיש לה בעיות זיכרון, היא עדיין מצליחה לעשות דברים ויש דגים שאוהבים אותה. הסרט נגמר בכך ששניהם משקיפים ממדרון השונית, ומרלין אומר שהנוף יפה, ובכך, למעשה משלים את בעיית החרדה שלו ממדרון השונית, כפי שנראתה בסרט הראשון.
לאחר כותרות הסיום, נראית חבורת דגי האקוואריום מהסרט הראשון כלואה עדיין בתוך שקיות. ביניהם: גיל, בלוני, דבי, פלו, באבלס, פיצי, ז'אק וג'ורג', אשר גם הם נאספים על ידי המתנדבים מהמכון התת-ימי.