O senhor Peabody é um gigante do mundo dos negócios, um inventor, um cientista, um perito em gastronomia, vencedor de duas medalhas Olímpicas, enfim, é um genio…, e também é um cão. Usando a sua invenção mais engenhosa, a máquina WABAC, o senhor Peabody e o rapaz que adotou, chamado Sherman, voltam atrás no tempo para viver em direto os eventos mais importantes que mudaram a história e interagir com alguns dos mais ilustres personagens de todos os tempos. Mas, quando Sherman quebra as regras e faz algo não permitido aos viajantes que atravessam o tempo, tanto ele como o senhor Peabody se veem metidos numa corrida para reparar a história e salvar o futuro. Pelo caminho, o senhor Peabody enfrentará o maior desafio da sua vida: ser pai.