
Film dibuka dengan munculnya Dory kecil bersama Ayah dan Ibunya yang bernama Charlie dan Jenny . Mereka bertiga sedang asyik bermain petak umpet hingga Dory hampir terbawa arus keluar dari tempat tinggal mereka di pusat penelitian biota laut Jewel of Morro Bay, California. Ayah dan Ibu Dory tidak berhenti mengingatkan anaknya itu untuk hati-hati.
Cerita akhirnya bergulir dimana tiba-tiba Dory kecil sudah seorang diri. Ia kebingungan dan ketakutan tidak tahu harus kemana. Ia sudah meminta tolong banyak ikan namun dia sendiri lupa dan tidak tahu dimana ia tinggal. Dory kecil akhirnya tumbuh dewasa, ia pun masih kerap menanyakan ke banyak ikan mengenai tempat ia tinggal.
Satu waktu, Dory yang sedang asyik berenang tiba-tiba tertabrak seorang ikan badut bernama Marlin yang sedang mencari anaknya. (Cerita ini merupakan cerita yang ada dalam film Finding Nemo). Setelah satu tahun bersama Marlin dan Nemo, Dory mulai memulai hidup barunya, ia tidak sendiri lagi. Ia merasa memiliki keluarga.
Perihal keluarga sebenarnya sudah mulai agak dilupakan oleh Dory, namun ketika ia diminta jadi asisten Mr. Ray, guru Nemo di sekolah ikan, teman-teman Nemo mulai menanyakan dimana Ayah dan Ibu Dory. Pertanyaan itu tidak bisa dijawab, sehingga Dory hanya bisa tertegun mengingat sekilas bayangan orang tua dan kata-kata yang ada relasinya dengan keluarga Dory.
__ADS_1
Dory yang termenung melihat arus dari ikan pari yang bermigrasi sempat tertarik masuk dalam putaran arus dan pingsan. Berkat itu, ia malah jadi ingat akan sesuatu. Itu adalah Jewel of Morro Bay, California. Ia ingat di sanalah ia berasal dan di sana pula keluarganya berada. Penuh semangat, Dory pun mengajak Marlin dan Nemo untuk mencari keluarganya.
Mengetahui Dory meminta bantuan untuk ke California, Marlin awalnya menolak mentah-mentah. Itu disebabkan karena jarak antara tempat mereka tinggal saat itu di Queensland, Australia dengan San Louis Obispo, California sangat jauh dan harus menyeberang samudra raya. Meski demikian, Dory tetap mengajak dan memohon pada Marlin.
Marlin pun setuju untuk pergi dengan menumpang teman lama Marlin, yaitu Crush si penyu. Mereka bertiga menumpang di punggung para penyu dan masuk ke dalam arus laut California sehingga mereka bisa sampai di San Louis dengan cepat. Banyak sekali penyu yang mendoakan supaya Dory bisa kembali bergabung dengan keluarganya.
Marlin kesal bukan main dengan Dory yang sudah diperingati berulang kali tapi tetap ngeyel. Marlin meminta Dory untuk diam saja, itu membuat Dory kaget dan berniat membantu meskipun badannya terlilit sampah plastik yang membuat ia susah bergerak. Naas, begitu naik ke permukaan, ada dua orang petugas dari tempat perlindungan biota laut melihat Dory.
Akhirnya Dory ditangkap untuk dirawat karena mengira ia tercemar dan terluka akibat limbah plastik. Ini membuat Marlin dan Nemo terpisah. Dory dibawa ke penangkaran untuk dimasukan ke dalam tangki dimana ikan-ikan lain diselamatkan sebelum akhirnya dilepas kembali ke laut. Di tempat penangkaran itu, Dory bertemu dengan si gurita bernama Hank .
__ADS_1
Hank yang berniat untuk pergi ke Cleveland, akuarium besar tempat biota laut sakit dirawat selamanya meminta Dory yang tidak sakit untuk memberikan sebuah tag identitas sebagai hewan laut yang sakit. Ini dilakukan Hank karena ia tidak mau kembali ke laut karena punya kenangan buruk. Sebagai gantinya ia mau membantu Dory menemukan orangtuanya.
Berangkatlah mereka berpetualang mengelilingi area The Marine Life Institute untuk mencari orang tua Dory. Hank sempat terpisah dengan Dory akibat ikan blue tang itu nyemplung ke sebuah ember tempat ikan yang akan diberikan untuk makanan sebuah paus hiu besar. Dory akhirnya ikut masuk ke dalam akuarium paus hiu itu. Ternyata paus itu teman pipa kecil Dory
Paus itu bernama Destiny yang tinggal bersebelahan dengan paus Beluga bernama Bailey. Berkat bantuan Destiny dan Bailey, Dory bisa bertemu kembali dengan Marlin dan Nemo yang berhasil masuk ke dalam akuarium berkat si burung loon bernama Becky .
Dory, Marlin dan Nemo sedih sekali begitu tahu kalau orang tua Dory sudah tidak ada di lembaga kelautan, mereka disangka meninggal. Karena shock, Dory tak sengaja terlempar ke lautan. Di sana Dory ketakutan tapi ia melihat banyak kerang; persis seperti yang orang tua Dory buat. Benar saja, begitu mendekati kerang Dory bertemu dengan orangtuanya.
Dory senang bukan main tapi disisi lain, dia juga harus menyelamatkan Marlin dan Nemo dan Hank yang terjebak di truk ke Cleveland. Alhasil, Dory minta bantuan Destiny dan Bailey yang akhirnya ikut melompat ke lautan bebas. Bersama, mereka menghentikan truk tersebut dan membuat ikan-ikan di dalamnya pun kembali ke lautan.
__ADS_1