Mosca 1950. Molti cani randagi spariscono misteriosamente, dopo essere stati catturati da un’auto nera che si aggira nelle ore notturne per la città. Nessuno sa dove vengano portati. A scoprirlo saranno due cagnette… Belka, la star del circo di Mosca, e la randagia Strelka. Un giorno, dopo un incontro fortuito e decisamente poco amichevole, le due cagnette seguiranno lo stesso destino. Rapite entrambe dalla misteriosa automobile, saranno portate al centro spaziale, dove, sotto la guida del cane istruttore Kazbek e aiutate dal topolino Venya, verranno addestrtate per la conquista dello spazio….