薩米（比利·安格配音）與雷（卡洛斯·麥卡勒斯二世配音）帶著孫子艾拉和瑞琪出海時意外被漁船捕獲，被迫前往全球最豪華的人造水族館。在密閉的運輸船艙內，它們結識了龍蝦露露、怪魚金寶和小丑魚塔茨等被困海洋生物。為阻止被永久囚禁，薩米與同伴策劃突圍行動，卻意外發現海馬老大正秘密實施以集體逃亡為幌子的獨裁統治計劃。通過聯合水族館內其他渴望自由的海洋生物，薩米團隊在玻璃幕墻即將封閉前利用水流裝置制造混亂。最終成功引燃爆破浮標炸開艙體，與分散的艾拉、瑞琪在逃生滑道中重逢，四代同堂重返海洋。