바다거북이 새미와 레이는 이제 세상에 태어난 손자 리키와 손녀 엘라가 바다로 가는 것을 도와주며 평화로운 생활을 만끽한다. 그러던 어느 날 갑자기 밀렵꾼이 나타나 새미와 레이를 두바이 관광객들을 위한 아쿠아리움에 가둬버린다. 새미와 레이는 그곳에서 못생긴 블로브피시, 건방진 랍스터, 사랑스러운 문어, 펭귄 가족들과 친구가 되어 함께 탈출을 계획하지만 두목 해마 빅D가 이들의 계획을 방해하게 되면서 아슬아슬한 위기를 맞게 되는데…
새미와 레이를 구하러 아쿠아리움으로 들어온 리키와 엘라는 새로운 세상을 만나 스릴 넘치는 모험에 도전한다.
