La tartaruga in 3D più simpatica del mondo è tornata. Sammy e Ray si stanno godendo l'acqua e la sabbia mentre guidano i neonati Ricky e Ella verso il mare. Improvvisamente, un bracconiere si avventa su di loro e, dopo averli catturati, li spedisce a Dubai dove dovranno far parte di uno spettacolare show acquatico per turisti. Il boss del posto, il cavalluccio marino Big D, vorrebbe organizzare con loro una grande fuga. Con i loro nuovi amici, Jimbo il pesce blob, Anabel la dolce piovra e un'intera famiglia di pinguini, Sammy e Ray elaborano un piano di fuga tutto loro. Nel frattempo arrivano Ricky ed Ella, determinati a fare irruzione per salvare i loro amici. Dopo una serie di emozionanti avventure durante le quali per poco non ci lasciano la pelle, i nostri eroi si dirigono verso sud per incontrare Shelly, il primo e mai dimenticato amore di Sammy.