本片是《薩米大冒險1》的續集，海龜薩米和朋友雷已升級做爺爺，攜帶兩個乖孫：瑞琪同埃拉出海。誰不知未出海就被人類捉上船，并遇上有精神分裂的龍蝦璐璐和扮死高手怪魚金寶，原來他們正要被送往全球最龐大最奢華的高科技人造水世界做展品，薩米和雷更在途中同兩個乖孫失散。 被困在海底監倉的薩米和雷，認識到各種外型趣怪性格可愛的海洋朋友，有小丑魚塔茨、扁頭鯊魚、神經質魚瑪努、癡纏魚康蘇羅夫婦，大家各出奇謀，誓要重拾自由。無奈海馬老大大帝，硬要當家作主造成諸多阻撓，大家被迫跟從他很不實際的逃亡大計。與此同時，瑞琪和埃拉在大海中四處尋找爺爺，結識了八爪魚..