Een jonge en timide jongen, Danny, verbeeldt zich een wondere wereld waarin hij en zijn geliefde hond, Charlie, de hoofdrol spelen in hun eigen superheldenavonturen. Als Charlie op mysterieuze wijze wordt ontvoerd door buitenaardse wezens, krijgt hij echte superkrachten en ontpopt hij zich als Charlie de Wonderhond, de grootste en beroemdste superheldenhond die de wereld ooit heeft gezien. Hij is geliefd bij iedereen, behalve bij Puddy, de gemene kat die naast hen woont. Met het lot van de mensheid op het spel moeten Danny en Charlie alles op alles zetten om Puddy’s duivelse plannen te dwarsbomen.