杰弗瑞（詹姆斯·斯图尔特 James Stewart饰）是一个摄影记者，他喜欢冒险，到各地周游拍摄。一次意外令他的脚受了伤，现在他必须安心在家养病，日常生活由护理工和时尚靓丽的女友（格蕾丝·凯利 Grace Kelly饰）料理。时值炎夏天气，为了清凉透气家家窗户大开，观察对面楼座上各色家里各色人物每天的生活成为杰弗瑞派遣无聊的妙方。其中一个家庭是商人和他的妻子。妻子卧病在床，二人常常吵架。然而异常的事件接连发生了。杰弗瑞注意到商人在一个晚上出去了三回，次日早上整理一堆锯和刀。而邻居的小狗，也对楼下的花坛又刨又挖，不久被人残忍地拧断脖子。而商人的妻子，也已失踪了几天。事件越来越离奇，让敏锐的杰弗瑞对商人起了疑。但是他的伤腿又无法行动，于是女友与好友一同加入了这个刺激的破案计划。
皮博迪（泰·布利尔 Ty Burrell 配音）是一条与众不同的小狗，它拥有绝伦无比的高智商，因此注定拥有迥异于同类的“狗生”。它持有哈佛学位，成功开发了新能源，圆满解决地缘政治，还创立了属于自己的公司。皮博迪偶然机缘下收养了和它有着类似经历的人类小孤儿舍曼（麦克斯·查尔斯 Max Charles 配音），它如同慈父一般悉心教育着他的儿子，并利用自己开发的时光机带舍曼回到未来每一个重要时刻，亲身经历书本上枯燥的历史事件。转眼舍曼到了上学的年龄，他丰富的历史知识得到老师表扬，却也引来高傲的小姑娘佩妮·彼得森
马丁（Michael J. Fox 饰）才回到现实世界与女友团聚，布朗博士（Christopher Lloyd 饰）就心急火燎地把他们带到了30年后的未来世界，原来这一次是马丁未来的两个孩子因参与抢劫锒铛入狱，博士要携马丁一起阻止悲剧发生。 周旋一番后，两个孩子被成功挽救，但三人回到现实世界后，却发现周遭发生了天翻地覆的变化，世界被贝夫（Thomas F. Wilson饰）所控制，马丁的父亲乔治惨死，母亲洛莲（Lea Thompson 饰）竟然成了贝夫的妻子！ 这一切都是因为时光机器的秘密不慎被未来的
