Nemo, en ung klovnefisk, bor i Great Barrier Reef sammen med sin far, Marlin. Nemo er en nysgerrig og eventyrlysten fisk, og en dag svømmer han for langt hjemmefra og bliver fanget af en dykker. Nemo bliver taget til et tandlægekontor i Sydney, Australien, hvor han bliver puttet i et akvarium.
Nemos venner og familie er meget bekymrede for ham, og de forsøger at hjælpe ham med at finde vej hjem. Marlin og hans ven, Dory, en blå tangfisk, begiver sig ud på en rejse for at finde Nemo. De møder mange forskellige dyr undervejs, og de skal overvinde mange forhindringer.
Endelig, efter en lang og farlig rejse, finder Marlin og Dory Nemo. Nemo er meget glad for at se dem, og de er alle sammen genforenet. De vender hjem til Great Barrier Reef, hvor de lever lykkeligt til deres dages ende.
Historien om Nemo, der finder vej hjem, er en påmindelse om, at selv når tingene virker umulige, er det vigtigt aldrig at opgive håbet. Med beslutsomhed og hjælp fra andre er alt muligt.