ファインディング・ニモでニモやニモのパパ、マーリンと行動を共にしていた忘れん坊ドリー中心のストーリー。
忘れっぽいドリーが自分はどこから来て両親はどこにいるのか疑問を持つことで彼女の暴走が始まる。
じっとしてられない彼女は自分を探す旅に出る。
そしていつも通りニモ、マーリン親子も協力するという訳でいい意味で巻き込まれていく。
ドリーの周りで起きる様々な出来事を通して彼女は自分の過去を少しずつ思い出していく。
その旅道中人間に捕まって、海洋生物研究所へ連れてこられる。
この場所が彼女にとって重要だった。
ユニークなタコ、サメやイルカに助けられながら自分の痕跡を辿っていく。
しかしそこにはママもパパもいない。
はちゃめちゃさが魅力的なドリーのキャラクターは、前作を見て知っていたが今作でこの忘れっぽいのは生まれつきなのが分かる。
周りを巻き込むトラブルメーカーにも見えるが、いつでも自分の仲間に助けが必要な時、なりふり構わず助けようとする姿は彼女の魅力の一つだ。
彼女の両親もまた彼女を探しており、出会った時は親子は離れていても強い絆で結ばれていることを確信させられる。