Знаменитые на весь мир псы, которым первыми удалось побывать в открытом космосе, совсем затосковали в праздной жизни. А тем временем на Земле стали происходить необъяснимо странные происшествия – то здесь, то там пропадают ценные для человечества объекты, включая планетоход вместе с пилотом Казбеком. Советское правительство решило, что пес предал родину, и начало расследование.
Также на допрос вызвали и наших героев, которые прекрасно знают, что их друг невиновен, и самостоятельно отправляются по его следу на Луну. На другом корабле, посланном на Луну американцами и управляемом обезьянкой, оказывается их сын Пушок. Он давно мечтал совершить нечто выдающееся, однако на самом деле «доброжелатели», которые помогли щенку претворить в жизнь столь опасное желание, просто его подставили.
Собравшаяся на Луне интернациональная команда понимает, что все исчезновения на Земле были связаны с потерявшимся инопланетным ребенком, который при помощи робота ворует всякую земную всячину, чтобы побыстрей привлечь внимание своих родителей. Друзья помогают малышу, послав визуальный сигнал, на который ответили инопланетяне. Счастливая семья воссоединилась, все похищенное было возвращено на свои места, а наши герои спокойно отправились домой.