Vedette d'une populaire série télévisée, le chien super-héros Volt est tenu par la production à l'écart du monde réel. De fait, l'animal est convaincu que l'univers de science-fiction dans lequel il évolue avec Penny, une jeune actrice, est le seul qui existe. Jusqu'à ce que, croyant à tort que sa jeune maîtresse a été kidnappée, le fidèle cabot s'évade du studio afin de la rattraper. Or, dans ce nouveau monde inconnu auquel il est confronté, ses superpouvoirs, qui lui permettent de se tirer de tous les mauvais pas, sont inopérants. Qu'à cela ne tienne, Volt part à la recherche de Penny en compagnie de Mitaine, une chatte blasée, et Rhino, un hamster obèse.