Na een ongeval in een mysterieus laboratorium van wetenschapper Dr. Simon Barsinister (Peter Dinklage) komt een doodgewone beagle er plotseling achter dat hij over onvoorstelbare krachten beschikt, te beginnen met het feit dat hij kan spreken. Gewapend met een blits superhelden kostuum beschermt Underdog (met de engelse stem van Jason Lee) de inwoners van Capitol City, en in het bijzonder de beeldschone Cavalier King Charles spaniël Polly Purebred (met de engelse stem van de voor een Academy Award® genomineerde Amy Adams). Wanneer een duister complot van Dr. Barsinister en zijn handlanger Cad (Patrick Warburton) Capitol City dreigt te verwoesten kan alleen Underdog het lot van deze stad redden.