皮博迪（由泰·布利尔Ty Burrell配音）是一只特别出众的小狗，它具备卓越的高智商，注定拥有独特的“狗生eee。它不仅拥有哈佛的学位，还在新能源开发方面取得了成功，解决了地缘政治问题，并且创立了自己的企业。在一次偶然的机会中，皮博迪收养了一个在人生经历上与它有相似之处的小孤儿舍曼（由麦克斯·查尔斯Max Charles配音）。它像慈父一样用心教育舍曼，并利用自己发明的时光机，带他回到未来的各个重要时刻，让他亲身体验书本上那些枯燥的历史事件。时间飞逝，舍曼到了入学的年龄，由于他广博的历史知识得到了老师的赞赏，但也因此遭到了自负的小姑娘佩妮·彼得森（由阿芮尔·温特Ariel Winter配音）的嫉妒和欺负。舍曼与佩妮的矛盾将皮博迪推入了前所未有的困境。为了保住对舍曼的监护权，皮博迪费尽心思去讨好佩妮的父母以及相关机构的负责人。然而，就在那晚，舍曼和佩妮竟然偷偷使用时光机，开始了一场刺激非凡的时空探险……