En esta sorprendente aventura submarina, con personajes memorables, humor y emoción, Buscando a Nemo 3D sigue el trascendental y descabellado viaje de un sobreprotector pez payaso llamado Marlín y su hijo Nemo quienes se ven obligados a separarse en la Gran Barrera de Coral cuando Nemo es inesperadamente llevado lejos de su casa para terminar en la gran pecera del consultorio de un dentista. Animado por la compañía de Dory, una amigable pero olvidadiza pez cirujano azul, Marlín se embarca en una peligrosa búsqueda y se convierte en el inverosímil héroe de una dificil tarea para rescatar a su hijo, quien por su propia cuenta ha tramado un osado plan para volver a salvo al hogar.