Un médecin d'une petite ville, sceptique, se doit d'affronter ses propres démons pour sauver la vie d'une adolescente possédée dans la vieille maison de sa famille....

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Riley est déracinée du Mid-Ouest quand son père est muté à San Francisco. Comme tous, Riley est guidée par ses Émotions : Joie, Peur, Colère, Dégoût et Tristesse. Les Émotions vivent au Quartier Cérébral, où elles la conseillent au quotidien. Alors que Riley et ses Émotions se bagarrent, c’est la crise au Quartier Cérébral. Joie, l'Émotion principale de Riley, essaie de rester positive alors que les autres Émotions essaient de s'adapter à la nouvelle vie de Riley....

Dory, le poisson bleu amnésique, décide de partir à la recherche de sa famille dont elle a été séparée enfant. Accompagnée de ses amis Nemo et Marlin. Se joignent à eux Hank, un poulpe grincheux, Bailey, un béluga complexé par rapport à son sonar biologique et Destiny, un requin-baleine myope. Elle se lance dans une aventure épique pour enquêter sur son passé et retrouver ses parents. Leur voyage va les emmener au Marine Life Institute, un conservatoire qui abrite diverses espèces océaniques....