皮博迪是一只与众不同的狗，它拥有绝顶的高智商，不仅持有哈佛学位，还成功发明了新能源、解决了地缘政治危机，甚至创立了自己的公司。它收养了人类男孩舍曼，并竭尽全力扮演好父亲的角色。为了让舍曼增长见识，皮博迪发明了时光机“WABAC”，父子俩经常穿越到历史中亲历重大事件。某天，舍曼因炫耀时光机而带同学佩妮一起穿越，却因疏忽扰乱了历史进程，导致时空裂缝出现，拿破仑、达芬奇、特洛伊木马等历史人物和场景混乱交织。皮博迪不仅要应对时空崩塌的危机，还要面对儿童保护机构的质疑，以及舍曼与佩妮之间的小摩擦。在混乱中，皮博迪用智慧与爱心一次次化解险境，他教会舍曼责任与勇气，也让自己明白了父爱的真谛。最终，在父子与佩妮的共同努力下，历史被修复，皮博迪也赢得了认可，三人共同守护了这段跨越物种的珍贵亲情。