杰西一家来到假日海滩露营，重遇幼年好友鲸鱼威利，激动不已。威利已长大，还带着自己的家族回到这片熟悉的水域，杰西与它们重温美好时光。不料，一艘大型游船在海上触礁搁浅，船体破损导致大量燃油泄漏，迅速污染了整片海域。威利和它的家人们被油污困住，生存环境急剧恶化，生命岌岌可危。杰西心急如焚，他联合当地海洋馆工作人员和伙伴们，想尽办法清理油污、引导威利家族脱离危险区域。过程中困难重重，风向变化、油污扩散，甚至有人对救援行动产生质疑。但杰西始终没有放弃，他凭借对威利的深切信任和智慧，最终成功帮助威利家族游向安全水域，用实际行动守护了这片海洋的生机，也完成了自己与老朋友之间最珍贵的承诺。