Siguiendo sus recién recuperados recuerdos, la divertida pez azul con memoria a corto plazo iniciará un viaje hacia a la costa Californiana. Llegará entonces al Instituto de Biología Marina de California, un centro de rehabilitación para la vida marina. Dory conocerá allí a Bailey, una ballena beluga blanca, Destiny, un tiburón ballena, y Hank el pulpo. Sus nuevos compañeros le ayudarán a encontrar a sus padres perdidos y a descubrir el verdadero significado de la familia.
Secuela de la popular película de animación Buscando a Nemo (2003), esta producción de Disney y Pixar está dirigida por Andrew Stanton (Buscando a Nemo, WALL·E. Batallón de limpieza, Bichos, una aventura en miniatura) y Angus MacLane (Toy Story de terror, Toy Story Toons). De nuevo, en la versión original del film son Ellen DeGeneres (A dos metros bajo tierra, Will y Grace) y Albert Brooks (La verdad duele, Drive) quienes ponen voz a Dory y Marlin respectivamente. Los nuevos personajes están interpretados por los actores Diane Keaton (Navidades, ¿bien o en familia?, Ático sin ascensor), Eugene Levy (American Pie: El reencuentro, Goon), Idris Elba (Zootrópolis, El libro de la selva), Ty Burrell (El tour de los Muppets, Modern Family), y Kaitlin
