Mr. Peabody is een superslimme hond. Hij is een briljant natuurkundige en een sportieve held. Het jongetje Sherman wordt door Peabody geadopteerd en opgevoed. Met de WABAC machine — zijn meest ingenieuze uitvinding — reizen Mr. Peabody en Sherman door de tijd. Zo maken ze allerlei historische gebeurtenissen zelf mee.
Als Sherman stiekem een klasgenootje meeneemt in de WABAC tijdmachine beginnen de problemen. En het avontuur.