La película cuenta el increíble periplo de dos peces Marlin y su hijo Nemo que se ven obligados a separarse en la Gran Barrera de Coral, ya que Nemo es capturado por un buceador. El pobre termina en la pecera de la consulta de un dentista desde la que se divisa el puerto de Sydney.

Marlin, con la ayuda de un simpático pero despistado pez llamado Dory (que carece de memoria inmediata), se embarca en un peligroso viaje. El precavido padre acaba convirtiéndose en el héroe de una verdadera epopeya cuyo fin es rescatar a su hijo, que por su parte ha urdido un descabellado plan para volver sano y salvo a casa.

Los personajes:
Marlin (Padre)
Especie: Pez Payaso
Voz en la versión original en inglés: Albert Brooks
Voz en castellano: José Luis Gil

Marlin vive en un idílico arrecife de coral, bajo la protección que le ofrece su casa anémona. Tras perder a su esposa y a su familia en el océano, Marlin se quedó solo para educar a su único hijo superviviente, Nemo. Se prometió a sí mismo que jamás permitiría que le ocurriera nada a Nemo. Es un padre cariñoso y responsable y ha mantenido su promesa todos estos años. Sin embargo, cada día teme y desconfía más del mar. Le resulta muy difícil dejar solo a Nemo en su primer día de colegio. Cuando, de repente, un buceador atrapa a Nemo, Marlin busca en su interior el valor, la sabiduría y la fe que necesita para ir en su busca por el impredecible océano y recuperarlo. Son esas mismas virtudes las que permitirán a su hijo crecer y madurar. Sólo entonces Marlin habrá encontrado realmente a su hijo.

Dory
Especie: Cirujano Azul
Voz en la versión original en inglés: Ellen DeGeneres
Voz en castellano: Anabel Alonso

No encontrarás un pez más amable, simpático y sociable que Dory en todo el océano. Se pasaría el día entero hablando contigo y contándote su vida... si pudiera, porque Dory sufre de amnesia a corto plazo. Es el buen samaritano en versión acuática que se ofrece para ayudar a Merlín a buscar a su hijo. No hay duda de que forman una pareja extraña para semejante aventura, pero su optimismo resulta ser fundamental para ayudar a Merlín a superar los obstáculos. Y es que, para Dory, el vaso siempre está medio lleno.

Nemo
Especie: Pez Payaso
Voz en la versión original en inglés: Alexander Gould
Voz en castellano: Klaus Stroink

Nemo es un niño de seis años curioso e impresionable que vive solo con Marlin, un padre excesivamente protector. Ha llevado una vida muy tranquila y está muy emocionado ante la perspectiva de su primer día de colegio. Por fin va a tener la oportunidad de descubrir las maravillas que esconde la Gran Barrera de Coral. A pesar de que tiene una aleta deformada de nacimiento, siente una gran sed de aventuras y, cuando el destino lo lleva muy lejos de su casa, descubre que es capaz de hacer grandes cosas... lo mismo que su padre.

Tiburones
Bruce: Gran Ballena Blanca
Voz en la versión original en inglés: Barry Humpries
Voz en castellano: Javier Gurruchaga

Anchor/ Ancla: Pez Martillo
Voz en la versión original en inglés: Eric Bana
Voz en castellano: José Antonio Escobo

Chum: Mako
Voz en la versión original en inglés: Bruce Spence
Voz en castellano: Santi Rodríguez

Bruce, Ancla y Chum son colegas. Ancla es un cínico y odia a los delfines. Chum es hiperactivo y no puede estarse quieto ni un segundo. Bruce es el alegre líder del grupo. Estos tiburones sólo quieren ser tus amigos. Los tres son miembro de un Grupo de Devoradores de Peces Anónimos y les atormenta su necesidad natural de comer peces y la falta de popularidad que lógicamente tienen entre la población oceánica en general. Por eso, han adoptado una dieta "vegetariana" y han decidido sustituir los peces por algas marinas y comportarse de forma políticamente correcta.

Crush
Especie: Tortuga Marina
Voz en la versión original en inglés: Andrew Stanton (también Director)
Voz en castellano: Pablo del Hoyo

Nadie se divierte tanto como Crush viajando por las corrientes marinas. Aunque esta tortuga marina tiene 150 años, se siente muy joven en su interior y se comporta como un joven surfista que se deja llevar por la corriente. Pero Crush no va a la deriva; le encanta la emoción de cabalgar la impresionante Corriente del Este de Australia (EAC) con su hijo. Cuando Crush conoce a Marlin y a Dory, está encantado en ayudarles a encontrar el camino, sí es que son capaces de salir ilesos de la cabalgada más salvaje de su vida.

Squirt/Chiqui
Especie: Tortuga Marina
Voz en la versión original en inglés: Nicholas Bird
Voz en castellano: Auri Cruz

Squirt es una tortuga marina valiente y juguetona que adora a su padre. Además, ha heredado de su progenitor el carácter sociable y la falta total de miedo al mar. De personalidad atrevida y ojos enormes y expresivos, Squirt desborda alegría, le encanta jugar en las corrientes oceánicas y surfear con su padre. Gracias a su alegría contagiosa hace amigos con facilidad y cada día disfruta de una nueva y emocionante aventura.

Nigel
Especie: Pelícano
Voz en la versión original en inglés: Geoffrey Rush
Voz en castellano: Manel Fuentes

Nigel es un pájaro que se las sabe todas. Le gusta vagabundear por los muelles y charlar con sus amigos pelícanos. Pero Nigel tiene un placer secreto que los demás no conocen: le encanta desaparecer y pasar horas en la ventana de la consulta de un dentista diagnosticando los problemas bucales de los pacientes con sus amigos, los peces de la pecera.

Peces de la pecera del dentista
Gill
Especie: Ídolo Moro
Voz en la versión original en inglés: Willem Dafoe
Voz en castellano: Ramón Langa

Bloat/Globo
Especie: Pez Globo
Voz en la versión original en inglés: Brad Garrett
Voz en castellano: Carlos Kaniowsky

Bubbles/Burbujas
Especie: Loreto Coliamarillo
Voz en la versión original en inglés: Stephen Root
Voz en castellano: Eduardo Gutiérrez

Deb (Y Flo)
Especie: Damisela Blanquinegra
Voz en la versión original en inglés: Vicky Lewis
Voz en castellano: Gemma Martín

Gurgle/Gluglú
Especie: Gramma Loreto
Voz en la versión original en inglés: Austin Pendleton
Voz en castellano: Lorenzo Beteta

Jacques
Especie: Camarón
Voz en la versión original en inglés: Joe Ranft
Voz en castellano: Rafael Taibo

Peach
Especie: Estrella de Mar
Voz en la versión original en inglés: Allison Janney
Voz en castellano: Blanca Portillo