Sr. Peabody é um magnata de negócios, inventor, cientista, ganhador do prêmio Nobel, chef, duas vezes medalhista olímpico e gênio... Que também é um cachorro. Usando a sua engenhosa invenção, a máquina WABAC, o Sr. Peabody e seu filho adotivo, Sherman, viajam no tempo para vivenciar eventos que mudaram o mundo em primeira mão e interagir com as maiores personalidades da história. Mas quando Sherman quebra as regras da viagem no tempo, nossos dois heróis entrarão em uma corrida para reparar a história e salvar o futuro, enquanto Sr. Peabody enfrenta o maior desafio de sua vida - ser pai.
Preparem-se para decolar numa aventura fora deste mundo com o astronauta adolescente canino, Pushok, que está determinado a encontrar o seu pai astronauta desaparecido. Contra todas as probabilidades, Pushok parte em um foguete norte-americano para a lua, mas logo descobre que não está sozinho, quando se reencontra com sua mãe e encontra um macaco e uma alienígena bebê. Juntos, os heróis peludos aprendem o verdadeiro significado do trabalho em equipe ao se unirem na busca pelo pai de Pushok.
Um porquinho, que mantém sua cidade a salvo de uma nuvem de poluição com sua barragem de moinho de vento, é ignorado por um público ingrato e intimidado na escola. Quando um novo garoto chega, as coisas começam a mudar....