Po stracie żony, siedem lat wcześniej, ekscentryczny doktor John Dolittle (Downey Jr.), słynny naukowiec i lekarz weterynarii w wiktoriańskiej Anglii, wiedzie pustelniczy tryb życia, w otoczeniu menażerii swych egzotycznych zwierząt. Kiedy jednak młoda królowa zapada na śmiertelną chorobę, nieustraszony doktor wyrusza w pełną przygód podróż na mityczną wyspę, gdzie spodziewa się znaleźć lekarstwo dla królowej. Wykorzysta w tym swą odwagę i niepodrabialne poczucie humoru, odkryje wiele niezwykłych stworzeń i spotka się ponownie ze starymi wrogami. W wyprawie towarzyszyć mu będzie młoda, pewna siebie uczennica (Harry Collett) oraz wesoła ferajna przyjaciół-zwierząt, w tym lękliwa gorylica, entuzjastycznie nastawiona do świata kaczka (o, cóż, ptasim móżdżku), niezwykły duet składający się z cynicznego strusia i optymistycznego słonia oraz prawdziwa twardzielka – papuga, najbardziej zaufana przyjaciółka Dolittle’a.