一场意外让忠诚警犬与人类警官（彼得·黑斯廷斯 配音）合二为一，诞生了半人半狗的超级警探“神探狗狗”。肩负守护城市的使命，他与宿敌、天才反派猫咪佩蒂（皮特·戴维森 配音）展开了一场场斗智斗勇的较量。然而，当佩蒂制造出的克隆小猫“小佩蒂”（卢卡斯·霍普金斯·卡尔德隆 配音）意外闯入他们的生活后，这场势不两立的猫狗大战逐渐发生转变。一场融合冒险、欢笑与温情的旅程由此展开，也让神探狗狗重新理解友情、家庭与责任的意义。