本片是《萨米大冒险1》的续集，海龟萨米和朋友雷已升级做爷爷，携带两个乖孙：瑞琪同埃拉出海。谁不知未出海就被人类捉上船，并遇上有精神分裂的龙虾璐璐和扮死高手怪鱼金宝，原来他们正要被送往全球最庞大最奢华的高科技人造水世界做展品，萨米和雷更在途中同两个乖孙失散。被困在海底监仓的萨米和雷，认识到各种外型趣怪性格可爱的海洋朋友，有小丑鱼塔茨、扁头鲨鱼、神经质鱼玛努、痴缠鱼康苏罗夫妇，大家各出奇谋，誓要重拾自由。无奈海马老大大帝，硬要当家作主造成诸多阻挠，大家被迫跟从他很不实际的逃亡大计。与此同时，瑞琪和埃拉在大海中四处寻找爷爷，结识了八爪鱼母女玛嘉妮同小安娜。萨米和雷忽然想出一条妙招，召集一班海洋朋友同瑞琪、埃拉与“八爪鱼”救兵里应外合，实行越狱大逃亡。