在拍摄《多莉去哪儿》之前，迪士尼电影公司就计划不与皮克斯，而是通过七圈动画工作室（迪士尼成立于2005年的工作室，专门制作皮克斯作品的系列片）合作而制作一部《寻找尼莫》的续集。不过，在2007年，七圈工作室就在没有发行任何作品后被关闭了。2012年7月，有消息称：安德鲁-斯坦顿开始筹备拍摄《寻找尼莫》的系列作品。可是，就在同一天，导演斯坦顿针对这些报道通过个人推特发表了一则声明：你们难道没有从《小鸡快跑》中吸取什么教训吗？大家都镇定一点，不要相信你读到的任何东西。2012年8月，《好莱坞报道》又跟进的报道了艾伦-德杰尼勒斯在洽谈继续为多莉这个角色配音的消息。到了9月，事情似乎又发生了一些变化，斯坦顿说：“现在的第一要务就是为《异星战场》写一部续集，我知道很多人会讽刺我说《异星战场》的表现并不好，但我只是觉得现在是对的时间，而不是在因为自负一意孤行。”
　　2013年4月，迪士尼电影公司正式宣布制作《寻找尼莫》的续集《多莉去哪儿》。作为为多莉配音的艾伦-德杰尼勒斯非常兴奋，她说：“为了这一天，我等了非常非常非常久，不过我并不生气等了这么久。我知道皮克斯的人正忙着制作《玩具总动员16》。不过，他们花费的时间都是值得的，剧本非常的精彩，它继承了第一部所有让我喜爱的精神：它非常打动人心，也十分有趣，而且最棒的是——多莉这次是主角了！”2013年7月，斯坦顿畅谈了续集的起源：“迪士尼总是向我发出礼貌的邀请，我总是说，没有续集，没有续集。但是从一个副会长的角度来看，成功系列片的续集能让我们的票房有保障，不过我们并不愿意因为这个原因做续集。我们希望带着满满的创意来做一部新的电影，所以我跟迪士尼说：你能给我们电影发行的时间表吗，因为我们想做一个真正有趣的电影，并不确定能按照你要求的时间做出来。”LadyInSatin/文


　　影片的故事背景不再是第一部的海洋馆，而是一处加州著名的海洋生物研究所。据说皮克斯的主创人员在观看了纪录片《黑鲸》(批判海洋馆产业以及让动物从事娱乐业)之后做出了这个改动。

　　影片的故事设定在首部曲故事的六个月之后，尽管两部影片上映时间相隔13年之久。

　　得到了超过2500万个“赞”，多莉成为了facebook上所以来自迪士尼及皮克斯的动画角色中人气最高的一位。

　　第一部中为“清洁虾”雅克配音的演员乔·兰福特在2005年去世，续集中这个角色再次出现，配音演员杰罗梅·兰福特是前一任配音演员的亲弟弟。

　　本片原定2015年11月25日上映，后来皮克斯另一部动画片《恐龙当家》推迟到了这个档期，本片于是被后推到次年暑期档。

　　首部曲中小丑鱼尼莫(Nemo)由亚历山大·古尔德配音，当时他只有9岁。不过到本片的时候，他已经长大了，配音演员换成了新的小童星海登·罗伦斯。不过古尔德还是在本片中客串声演了一个角色。

　　影片新加入的配音演员包括黑人影星伊德瑞斯·艾尔巴，这是他继续《疯狂动物城》、《奇幻森林》之后第三次为迪士尼动画片里的动物配音。而且三部影片都在2016年上映。

　　这是继《汽车总动员2》（2011）之后皮克斯推出的首部IMAX格式电影。

　　《海底总动员2》是第三部来自皮克斯以女性为中心人物的电影。前两部分别是《勇敢传说》（2012）和《头脑特工队》（2015）。

　　本片被美国电影协会(MPAA)评为PG(家长引导)，而首部曲为G，即全年龄可观看级别。这也是皮克斯动画片首次遇到续集MPAA评级升高的情形。

　　艾德·奥尼尔与泰·布利尔都是新加入的配音演员，他们在美剧《摩登家庭》中是老丈人与女婿的关系。