הסרט עוקב אחר האחים אופ ואד בהיותם פלאמלים, פלאמלים הם יצורים רכים דמויי ארנב עם חורים במרכזם, שמקורם באיי גלאפגוס. הם מנודים על ידי הקהילה שלהם, בגלל נטייתו של אופ לפורענות. רגע לפני שצ'ארלס דרווין מגלה את האי שלהם במהלך אחת ממסעותיו, קהילת הפלאמלים הענישו את אופ ואד ונלקחו ל"אבן הבדידות" שהוא סלע בים הקרוב לאי שלהם, אופ ואד מצאו דרך לברוח משם, ובעקבות זאת הם מצאו פרח גדול שמשך אותם לתוכו ושיגר אותם לשאנגחאי של ימינו, שם הם נפגשים ומתיידדים עם כלב פודל בשם קלרנס. האחים למדו שהמין שלהם נכחד כעת לאחר שדרווין מצא את האי שנהרס בהתפרצות הר געש.[3]
קלרנס מביא אותם לחדר הזמן, הנמצא בביתו של הבעלים של קלרנס, ד"ר צ'ונג, הוא חוקר ושומר פרחים וזרעים, שיש להם תכונות של נסיעה בזמן. אופ מכניס בטעות כמה זרעים לקפסולת הזמן, מה שגורמת לה להתקלקל ושולחת את קלרנס לאנטארקטיקה של 1915, יחד עם הזרע שמוביל את אופ ואד חזרה הביתה. באנטארקטיקה, קלרנס נתפס על ידי צוות המשלחת של ארנסט שקלטון, הם צוות של כלבים שנכחדו, הכלבים מקשיבים רק לפקודות של ארנסט שקלטון וקוראים לו רק "האדון". בעקבות שיגורו של קלרנס לאנטארקטיקה – אופ ואד נוסעים בזמן בכל זרע על מנת למצוא את האחד שיכול להחזיר אותם הביתה ולהציל את קלרנס.[4]
בעקבות סכסוך בין אופ לאד, אופ חוזרת לזמנם של הפלאמלים, שם היא מנסה להזהיר אותם מפני התפרצות הר הגעש. קלרנס כולא אותה מסביב עץ ואומר לה שהפלאמלים הרסו את חייו ושהוא למעשה עומד מאחורי ההכחדה שלהם. קלרנס אומץ על ידי ד"ר צ'ונג, אבל לאחר שד"ר צ'ונג הוקסם מהפלאמלים בהיותם מיוחדים, קלרנס ישב בתוך מכונית על שלט, ודחף את ד"ר צ'ונג לתוך קפסולת הזמן והרס את הזרע כדי שלא יוכל לחזור חזרה. לאחר מכן קלרנס גרם להכחדת הפלאמלים על ידי הנחת פצצת מזל"ט. לאחר הגעתו של אד לאי לאחר שראה את הסרטון שאופ עשתה הגרם לו להתגעגע. הם בורחים מקלרנס אשר רדף אחריהם ותוך כדי ניסו לעצור את הפצצה, ובסופו של דבר הם נופלים לבור ופורסים את הזרע כדי להעביר את האי כולו לימינו. קלרנס שורד, אבל ד"ר צ'ונג מגיע ושולח אותו בחזרה לאנטארקטיקה של 1915 כנקמה.
לאחר שהצילו את קהילת הפלאמלים, אופ ואד סוף סוף מתקבלים על ידי הקהילה שלהם, בסוף הסרט דוטי (חיה נכחדת שביחד היא ועוד שלושה חיות הם עזרו להם בהרפתקאה), היא מפתיעה את אד על ידי הטלת ביצה בצורת פלאמל. הביצה בוקעת, אך היצור שבתוך הביצה אינו ידוע.
