Después de perder a su esposa siete años antes, el excéntrico Dr. John Dolittle (Robert Downey Jr.), famoso médico y veterinario de la Inglaterra victoriana, se refugia en su mansión con su colección de animales exóticos como única compañía. Pero cuando la joven reina Victoria (Jessie Buckley) enferma gravemente, Dolittle se ve obligado a embarcarse en una aventura épica a una isla mítica en busca de una cura, recuperando su ingenio y coraje mientras encuentra viejos adversarios y descubre criaturas maravillosas.