В 1969 году ученый Дэвид отправляет своего пса Бадди в космос. Он обещает, что по возвращении на Землю он его обязательно найдет. Однако во время полета, что-то идет не так и Бадди приходит в себя в мусорном баке. Он выходит на улицу, где все люди в ужасе от него шарахаются. Становится понятно, что Бадди переместился в будущее на 50 лет вперед. Ища помощи, пес бежит за полицейской машиной. Он догоняет ее у полицейского участка Глэнфильда и залезает в кузов. Там в клетке сидит другой пес и просит освободить его. Однако у Бадди не получается открыть клетку и полицейский заносит пленника в участок. Бадди понимает, что в мире, куда он попал, ненавидят животных.
Бадди забегает в темный переулок, где его из своего электрошокера обездвиживает кот в костюме супергероя. Он представляется ненавистником всех людей Турбокотом. Кот загружает Бадди в котмобиль, и привозит в свое убежище в заброшенном музее. Там он рассказывает псу, что в городе живет полицейский Пек, который ненавидит животных и если попасться ему на глаза, то он тебя поймает и отвезет в подвал, из которого ты уже никогда не выберешься. Также Турбокот хвастается своими гаджетами, с помощью которых он никогда не попадется в руки Пека. В убежище кота живет его робот-дворецкий Синклер. Робот Турбокота Феликсом и говорит, что у них закончилось молоко.
Бадди рассказывает, что в 1969 году его хозяин отправил его в космос и обещал после полета найти. Дэвид будет искать космическую капсулу и Бадди просит кота помочь к ней вернуться. Кот не верит ему и выгоняет из своего убежища. Хотя говорит, что за молоко он бы ему помог. Пес пытается раздобыть молоко, но у него ничего не получается. Он возвращается к мусорному баку, где очнулся и находит возле него только надкусанную морковку. Он возвращается к Турбокоту, чтобы еще раз попробовать уговорить его помочь найти капсулу и показывает морковку. Она заинтересовывает кота, и он просматривает записи с камер видеонаблюдения. На них Феликс замечает крольчиху Кэссиди, в которую он был явно влюблен. В итоге Турбокот соглашается помочь Бадди разыскать капсулу.
Кот и Бадди выходят на улицу и там сразу сталкиваются с Пеком. Они начинают от него убегать, но полицейский нагоняет их на машине. Он чуть было не хватает кота, и тот запрыгивает на плечи Бадди. Пес начинает ускоряться, не понимая, как он это делает. В итоге животные убегают от полицейского и прибегают к магазину, где продавалась морковка Кэссиди. Там они сталкиваются с девочкой, которая тут же начинает звонить в полицию. Бадди уговаривает Феликса не пугать девочку, а сделать милые мордочки. Это срабатывает и девочка не сдает животных полицейским. У Феликса, который был уверен, что люди ненавидят животных, закрадываются сомнения на этот счет.
В магазине Бадди и Феликс сталкиваются с членами организации «Страж», которая борется за права животных. Ее филиалом в Глэнфильде, руководит Кэссиди, которая была сильно недовольна, что Феликс привел в их секретное убежище полицейского. Турбокот с удовольствием приглашает всех в свое убежище. Уже там Кэссиди рассказывает Бадди, что в капсуле, на которой пес полетел в космос, был спрятан кристалл гиперлитий. С его помощью стражники смогут запитать робота, которого создает их ученый Тод, и дать отпор Пеку. Кэссиди уговаривает Бадди помочь им найти капсулу.
Ученый Тод засек местонахождения гиперлития. По камерам они увидели, что капсула Бадди теперь в руках Пека. Чтобы поразить Кэссиди, Феликс отправляется прямо в логово врага. Там с его гаджетом начинает происходить, что-то неладное и он чуть было не попадается Пеку. Однако его спасает Бадди, которого Кэссиди отправила на помощь коту. Вместе они находят капсулу, но из-за Феликса попадаются полицейскому.
Пек загружает клетки с Феликсом, Бадди и псом Виктором, которого поймал накануне, в свой пикап, а также прицепляет прицеп с капсулой и отправляется в главное управление. Ему приходится взять с собой дочь Алекс. Именно эту девочку Бадди и Феликс видели у магазина. Она уже начала сомневаться в том, что отец ей постоянно рассказывал о животных.
В кузов полицейского пикапа запрыгнула Кэссиди. Она установила взрывчатку, и вскоре прогремел взрыв. Все кроме Алекс вылетели из машины на дорогу, а девочка осталась в кабине. При этом машина лежала перевернутой на краю обрыва и в любую секунду могла упасть. Первыми после аварии очнулись Бадди и Феликс. Пес кинулся спасать девочку, и Феликсу пришлось ему помочь. Им не удалось вытащить ребенка и все вместе они полетели вниз. Однако у Бадди опять проявилась его суперсила и он поймал тяжелый автомобиль прямо у земли.
Камера видеонаблюдения сняла, как пес держал машину у себя над головой, а кот вытаскивал из нее девочку. Эта запись разлетелась по всем новостным каналам. Бадди был воодушевлен – теперь Дэвид обязательно его увидит и найдет. Феликс тоже гордился своим геройским поступком. Тод осмотрел гиперлитий и обнаружил, что он повлиял на ДНК Бадди. Стражники были уверены, что люди были готовы применить гиперлитий против них, и ускорили работу над своим роботом. Кэссиди отправилась за необходимым оборудованием, Бадди пошел прогуляться по окрестностям, в надежде встретить Дэвида, а Феликс остался охранять убежище.
Утром Бадди вернулся к убежищу и увидел, как от него уезжает грузовик с его капсулой. Феликс спал и Бадди его разбудил. Вместе они бросились за грузовиком. Кот был уверен, что Пек поймал Кесседи, и та привела полицейского к их убежищу. Он хотел освободить возлюбленную, а Бадди была нужна капсула. Из-за разных целей у кота и пса не получилось догнать грузовик, а под брезентом оказалась не капсула. Герои поняли, что полицейский обманул их. Они вернулись к убежищу и обнаружили рядом с ним разбросанные коробки с гаджетами Турбокота. Кэссиди была сильно расстроена ими и сказала, что Тода и Виктора поймали.
Феликс и Бадди вошли в убежище, чтобы вернуть капсулу, но там их поймал Виктор. Вскоре герои увидели и Тода. Оказалось, ученый был в группе животных, которых готовили к полету в космос в 1969 году, а после того как для этой миссии выбрали Бадди, затаил обиду на людей. Вскоре проверить убежище пришел Пек. Тод выстрелил в него из пушки, заряженной гиперлитием, и человек стал ему подчиняться. Также Тод рассказал, что когда его гиперлитиевая бомба зарядится, то все люди начнут подчиняться животным.
Синклер уронил на Тода и Виктора люстру и освободил Бадди и Феликса. Однако сам робот спастись не успел – Виктор выстрелил в него из электрошокера. Когда Бадди убегал, Тод рассказал, что гиперлитий изобрел Дэвид и решил испытать его на своем питомце. Бадди начал сомневаться, что Дэвид был ему другом. Вскоре Алекс увидела, что с ее папой сделали животные. Ученый устроил представление для жителей города, чтобы собрать их всех вместе и облучить гиперлитием. В это время Феликс нашел расстроенного Бадди и уговорил помочь ему доказать Алекс, что не все животные плохие.
Бадди и Турбокот вместе выступили против злого ученого. Однако на этот случай у Тода был план. Он облучил Виктора гиперлитием и сделал невероятно сильным. Суперпитомцам пришлось отступить, но они не сдались. Объединившись со стражами, герои предприняли еще одну попытку напасть на злодеев. В этот раз у них получилось одолеть Виктора, но Тод уже успел собрать своего боевого робота и кошачья мята, которую принес Бадди, на него не подействовала.
Началась схватка, в которой Тод явно побеждал. Однако появившаяся Кэссиди помогла им одолеть злодея. Теперь нужно было решить вопрос с бомбой, которая вот-вот взорвется. Пока Кэссиди и Бадди отвлеклись, Феликс запрыгнул в робота, на котором была установлена бомба, и направил его в космос. По рации он уже прощался с Бадди и Кэссиди, но тут выяснилось, что пес умеет еще и летать. Он взлетел за Феликсом и спас его за секунду до взрыва.
На земле Пек пришел в себя, и Алекс рассказала ему, как животные всех спасли. Полицейский поверил дочери и изменил свое мнение о животных. После Бадди все-таки встретил Дэвида, который не переставал его искать все эти 50 лет. Спустя месяц жизнь в городе нормализовалась. Заброшенный музей, снова открыли и сделали в нем космическую выставку. Пек уволился из полиции, чтобы больше времени проводить с дочерью и стал работать в музее. Синклера починили. Стражи устроили свою базу под музеем, а Турбокот и Суперпес стали негласными защитниками города.
