《海底總動員2：多莉去哪兒》背景設定在《海底總動員》的六個月之後，多莉仍然跟小丑魚們住在同一個海灣，過著平靜的生活，並且一如往常的健忘。一天她跟著尼莫出門學習，觀看了魟魚遷徙返鄉的過程，這也引起了她思鄉的情緒，即使她早就忘記自己是打哪來的。此片有大部份都場景都在加州海洋生物研究所內，那裡有大量且繁雜的海洋生物復育設施及水族箱，也正是多莉出生並長大的地方。並且也會有許多全新的角色加入，像是章魚、海獅、白鯨等。
其他配音卡司還包括艾伯特布魯克斯（Albert Brooks）配音尼莫的爸爸馬林、戴安基頓（Diane Keaton）配音多莉的母親珍妮，尤金李維（Eugene Levy）配音多莉的父親，在影集《摩登家族》（Modern Family）飾演爸爸的艾德歐尼爾（Ed O’Neill）配音章魚漢克、伊卓瑞斯艾巴（Idris Elba）配音海獅等，7 月 1 日台灣上映。
