تدور قصة فيلم «رحلة البحث عن نيمو» عن سمكة بهلوان، كان يعيش في سعادة مع زوجته، وينتظران تفقيس 400 بيضة. وأرادت الزوجة تسمية أحد أبنائها باسم «نيمو»، ولكنها لم تتمكن من ذلك بسبب مهاجمة أحد الحيوانات البحرية الشرسة للبيض، ولم يتبق سوى بيضة واحدة أسمتها «نيمو». فقطع الأب وعدا على نفسه بأن يحافظ على «نيمو»، ولن يسمح بحدوث أي مكروه له، وبسبب الخوف المبالغ فيه، وقع نيمو في قبضة أحد الغواصين، ووضع في حوض أسماك في عيادة طبيب أسنان، وفي محاولات الأب للوصول إلى ابنه بأية طريقة، يلتقي بسمكة زرقاء كثيرة النسيان لكنها خفيفة الظل، وهناك يقابل الأب والأم أسماك القرش التي تعهدت بأن تصبح مسالمة وتعتبر الأسماك الصغيرة المسالمة أصدقاء لها، وبعد مواقف عدة ومجابهات كثيرة يصل الأب إلى ابنه دون أن يتمكن من إنقاذه، ولكن عزيمة «نيمو» تقلب الموازين، وتكون سببا في عودته إلى أبيه.

يناقش الفيلم قضية هوس الحماية المفرطة (over protective) التي قد يفرضها الآباء على الأبناء، في سبيل حمايتهم، وكيف أن الحماية المفرطة قد تؤدي إلى نتائج مختلفة تماما عما هو متوقع.