Sete anos após ter perdido a esposa, o excêntrico Dr. John Dolittle (Robert Downey Jr.), famoso médico e veterinário da Inglaterra vitoriana, esconde-se atrás dos muros altos da mansão Dolittle, contando apenas com a companhia dos seus animais. Mas quando a jovem rainha (Jessie Buckley) fica gravemente doente, Dolittle é forçado a viajar até uma mítica ilha em busca da cura, recuperando a sua perspicácia e coragem enquanto reencontra velhos adversários e descobre criaturas maravilhosas.