Главный герой мультфильма «Чарли Чудо-пес» – застенчивый мальчик с богатым воображением Дэнни, который мечтает о великих подвигах. В своих мечтах он видит себя и любимого пса Чарли неразлучной командой супергероев, но однажды эти фантазии становятся реальностью. Чарли похищают инопланетяне. Вернувшись домой, пес неожиданно приобретает сверхъестественные способности. Так он превращается в Чудо‑пса, а эта роль вызывает восторг у всех, кроме ворчливого кота Падди, который живет в соседнем доме. Именно этот кот начинает воплощать в жизнь хитроумный план, который несет опасность всему человечеству. Тогда Дэнни и Чарли объединяют усилия, чтобы остановить усатого злодея и защитить мир от катастрофы.