患有短期健忘症的多莉（艾伦·德杰尼勒斯 Ellen DeGeneres 配音）曾经也拥有美好的家庭，然而一连串的意外让她与和蔼可亲的父母失散。此去经年，多莉邂逅了小丑鱼父子马林（艾伯特·布鲁克斯 Albert Brooks 配音）和尼莫（海登·罗兰斯 Hayden Rolence 配音），与他们经历了前所未有的大冒险。平静的日子里，童年时期的片段记忆突然闯入多莉的脑海，于是她再度踏上寻找父母的旅程...
故事发生在风景优美而又浪漫的法国。菲丽西（艾丽·范宁 Elle Fanning 配音）自幼失去了父母，住进了孤儿院。在那里，菲丽西邂逅了名为维克托（戴恩·德哈恩 Dane DeHaan 配音）的男孩，两人之间结下了深厚的友谊。内心里，菲丽西一直希望能够成为一名芭蕾舞者，但是她知道，如果一直待在孤儿院的高墙之内，她的愿望将永远无法实现。
维克托的脑袋里总是充斥着古灵精怪的奇思妙想，在他的帮助下，...