Bolt (John Travolta) é um cachorro que estrela uma série de TV, na qual possui superpoderes. Sua companheira é Penny (Miley Cyrus), com quem vive diversas aventuras. Entretanto Bolt não sabe que o mundo que o cerca é falso, acreditando que realmente possui dons especiais. Quando, nas gravações de um dos episódios, Penny é sequestrada pelo Dr. Calico (Malcolm McDowell), o vilão da série, ele consegue fugir do furgão em que vive e parte atrás dela. Ao lidar com a vida real é que, aos poucos, ele toma consciência de que não tem superpoderes e é um cachorro normal.