John Dolittle est un médecin réputé de San Francisco qui mène une existence confortable auprès de sa famille, jusqu'au jour où il redécouvre un don oublié depuis l'enfance : la capacité de parler et de comprendre le langage des animaux. Ce pouvoir, qu'il croyait enfoui à jamais après avoir été sévèrement réprimé par son père, ressurgit brutalement lorsqu'il manque de renverser un chien errant qui l'insulte copieusement. Très vite, tous les animaux du voisinage se pressent à son cabinet, bouleversant sa vie professionnelle et le faisant passer, aux yeux de ses collègues, pour un homme au bord de la folie. Dolittle va devoir apprendre à assumer ce don extraordinaire tout en sauvant sa réputation et sa famille.