皮博迪（Ty Burrell配音）是一只拥有绝伦智商的小狗，它不仅成功开发新能源，还圆满解决了地缘政治问题，并创立了自己的公司。然而，这只小狗却因为其非凡的经历和能力，注定拥有与众不同的“狗生”。
有一天，皮博迪在偶然的机会下收养了一只小孤儿舍曼（Max Charles配音）。舍曼如同慈父一般悉心教育着皮博迪的儿子，而皮博迪则利用自己开发的时光机带舍曼回到未来，让他亲身经历书本上枯燥的历史事件。
随着时间的推移，舍曼到了上学的年龄。他的丰富历史知识得到了老师和同学们的表扬，但同时也引来了高傲的小姑娘佩妮·彼得森（Ariel Winter配音）的嫉妒和欺负。舍曼和佩妮的冲突使皮博迪陷入了前所未有的艰难境地。为了保住对舍曼的抚养权，皮博迪想尽办法取悦佩妮的父母和相关机构负责人。
就在那个晚上，舍曼和佩妮竟偷偷乘上时光机，进行了一次惊心动魄的时空大冒险……
