Mr Peabody è un cane di razza beagle dotato di una eccezionale intelligenza. Nella sua vita ha realizzato moltissime cose e ha conquistato tutto quello a cui uno scienzato può ambire, compreso il premio Nobel. Oltre che nelle scienze Mr Peabody si è contraddistinto anche nello sport, vincendo due volte la medaglia olimpica.
Realizzatosi nella sua cariera però Mr Peabody inizia ad un certo punto a sentirsi triste e solo, decide così di adottare un bambino. In un vicolo Mr Peabody incontra Sherman, un bimbo orfano dai capelli rossi, in difficoltà perché preso di mira da due bulli, lo aiuta e alla fine decide di adottarlo.
Per educarlo Mr Peabody realizza una macchina del tempo che gli permette di mostrare la storia al bimbo di epoca in epoca, in modo che impari le cose direttamente con i propri occhi. Quando si rendono però conto che non possono interagire con i personaggi incontrati durante il loro viaggio Mr Peabody decide di fare una modifica alla macchina del tempo, alterando però la realtà e rendendo il passato un po' strampalato.
Oltre alla vita fantastica che il padre cane gli va vivere, Sherman però si deve scontrare con le difficoltà della vita e con la cattiveria che ogni tanto caratterizza le persone. Preso in giro dai bambini per avere come padre un cane finisce per rispondere alla violenza con la violenza attirando l'interesse dei servizi sociali che cercano di separarlo dal padre animale.