בבית מעבדתו של פרופסור צ'ארלס ברודי, אשתו קרולין ובנם סקוטי, כלב המחמד שלהם באדי רדף אחרי חתול ונחטף בידי החתולים האחרים. הכלבים והחתולים נחשפים בעלי אינטליגנציה ארוכה, בעלי יכולת לדבר, מתכננים מלחמות בעוד הם מסתירים את הזהות האמיתית מבני האדם. לאחר שכלב בשם בוץ' דיווח על היעלמותו של באדי אל עוזריו, כלבים סוכנים מכל רחבי העולם מתגייסים למטרה אחת: למנוע מהחתולים להפוך את בני האדם אלרגיים לכלבים.
בחווה מקומית, חבורת גורי ביגל צחקו על הכלב הצעיר על שניסה לברוח ללא הצלחה. מפקד כלבי דוברמן החליף את כל הכלבים בסוכני כלבי דוברמן, אולם קרוליין הבחינה בביגל הצעיר ובחרה בו. הברודים אמצו את הכלבלב וקראו לו בשם לו, לאחר שהבן סקוטי קרא לו "לוזר".
לאחר שהציל את לו ממלכודת פיצוץ שהביאו החתולים, בוץ' אשר חשב שלו הוא סוכן מיומן הביא אותו למפקדת הכלבים והציג אותו לסוכנים: פק וסם. לאחר שהבין שלו הוא כלב רגיל, הוא טלפן למפקדה להחליפו אולם הוא נאלץ להישאר. לו למד על המריבות בין כלבים וחתולים אשר החלו במצריים העתיקה. בוץ' אמר לו שבאדי ברח מהחתולים ויצא לפרישה בבית משותף בפלורידה.
בינתיים, מר טינקלס, חתול פרסי לבן, מתכנן לפוצץ את הניסוי של צ'ארלס על האלרגיה לכלבים כדי לשלוט בעולם. סופי, העוזרת של הבית, הפריעה לו בתוכניתיו כך שנהנית להלביש את טינקלס בכל מיני תלבושות מביכות. טינקלס ציווה על יד ימינו קאליקו, לשלוח את חתולי הנינג'ה כדי לגנוב את המחקר. לו הובס בגנבה ופגש את אייווי, סוכנת ואהובתו של בוץ' לשעבר, ועודדה אותו להיות עם סקוטי.
מר טינקלס יצר קשר עם "רוסי כחול" בשם דימיטרי קנלקוף, אשר סידר את לו ושם פצצה בדלת המעבדה של משפחת ברודי. קנלקוף התחרה מול לו ובוץ', והרס את הבית עד שבוץ' נטרל את הפצצה ותפס את קנלקוף. במשך החקירה, הכלבים קבלו מסר ממר טינקלס מתוך בטנו של קנלקוף.
לאחר שהכדור נזרק למעבדה ממשחק כדור עם סקוטי ולו, המכונה של צ'ארלס פעלה והוא סוף סוף מצא את התרופה הנכונה לאלרגיה לכלבים. לאחר שפרצו לבית, הם טמנו מלכודת לברודים. מר טינקלס נסע אל מפעל עצי חג מולד כשהוא מחופש לבעלים של המפעל, מר מייסון, ושלח את העובדים הביתה, לאחר מכן הוא פיתה את הברודים בכרטיסים מזויפים למשחק, ולכד את המשפחה.
הכלבים קבלו וידאו ממר טינקלס אשר דורש את המחקר של צ'ארלס בתמורה לברודים, והכלבים מרחבי העולם התאספו בפגישה בהנהגת המאסטיף. כאשר הוחלט לא לוותר על הנוסחה, לו התעמת עם בוץ'. בוץ' טען שהוא ננטש בידי בעליו, בוץ' עזב את לו מאחור. לו הנואש הביא את המחקר אל מר טינקלס והרגיש מרומה. הוץ' הבין שמשהו עומד לקרות, מר טינקלס הביא עכברים רבים למפעל על מנת לממש את האלרגיה המופקת.
כאשר בוץ', אייווי, פיק וסם נלחמו בצבא החתולים של טינקלס, לו שחרר את משפחת ברודי ואת קאליקו, אשר בגד בטינקלס, וחשף שהוא יכול לדבר. לו הביס את טינקלס אולם נדרס בידי מחפר אשר הביא לפיצוץ במפעל. בוץ' הציל את לו המת, ומרוב עצב סיפר לו שהוא הודה שלו צדק כך שהוא אוהב את משפחתו המאמצת, ולו מתעורר. הוא החליט לחיות חיים רגילים עם הברודים עד שיגדל להיות סוכן על.
בסוף הסרט, מר טינקלס נלקח אל סופי ושלוש אחיותיה, שם הן הלבישו אותו בבגדים מביכים כעונש על מה שעשה.
