Одинокий мальчик Шерман и его приемный отец, говорящий пес-гений мистер Пибоди, путешествуют во времени и спасают мир. Говорящий пес по имени Мистер Пибоди когда-то был невзрачным щенком, который решил совершенствоваться — так он стал гением и бизнесменом. Повзрослевший Пибоди решает усыновить одинокого младенца Шермана и стать ему настоящим отцом. Для познания мира он изобретает машину времени «Вейбек», которая позволяет путешествовать по разным эпохам и встречать выдающихся политиков, деятелей культуры и науки. Мистер Пибоди знакомит сына с Тутанхамоном, Зигмундом Фрейдом, Марией-Антуанеттой, Одиссеем, Уильямом Шекспиром, Исааком Ньютоном, Моной Лизой и королевой Викторией. Однако изобретение гениального пса теперь грозит уничтожить само течение времени — из-за ошибки Шермана связь эпох распадается. Теперь приемный отец и сын должны отправиться в новое путешествие, чтобы спасти мир и стать настоящими друзьями.