고3이면서 공부는 뒷전, 벌써 세 번째 고등학교를 옮긴 동욱(송중기 분). 돌아가신 아버지의 선물인 마음이가 언제나 말없이 옆에 있어준 유일한 친구다. 마음이가 엄마가 되면서 동욱은 마음이의 3남매 ‘먹뽀’ ‘도도’ ‘장군이’를 돌보느라 분주해진다. 특히 몸집도 가장 작고 몸도 약해 일부러 장군이라고 이름 붙인 막내는 마음이와 동욱의 가장 큰 걱정거리. 이런 동욱이 못마땅하고 걱정스러운 엄마(박순천 분)는 고민 끝에 동욱이와 마음이를 떼어놓기로 한다.
 동욱과 작별 인사도 하지 못한 마음이와 새끼들은 삼촌 봉구(권해효 분)의 집으로 보내지고, 때마침 TV 뉴스를 떠들썩하게 하는 대규모 다이아몬드 도난 사건이 발생한다. 경찰의 눈을 피해 은신 중이던 도둑 형제 ‘필 브라더스’(성동일 분, 김정태 분)는 다이아몬드를 동물 박제 안에 숨겨 해외로 빼돌리기로 한다. 미리 눈여겨 봐뒀던 마음이와 새끼들을 찾아온 필 브라더스는 사람들의 눈을 피해 마음이 앞에서 막내 장군이를 훔쳐 유유히 달아난다.
 눈앞에서 새끼를 빼앗긴 마음이는 빠른 속도로 필 브라더스의 트럭 뒤를 쫓는다. 동욱은 마음이와 새끼들을 찾아 삼촌네 집으로 향하지만 정작 마음이와 장군이는 행방 불명 상태다. 필사적으로 마음이를 찾아 헤매는 동욱. 그 사이 마음이는 필 브라더스가 은신 중인 폐교를 찾아낸다. 순식간에 장군이를 빼낸 마음이는 다이아몬드를 삼킨 채 탈출에 성공하고, 사람보다 영리한 개 마음이와 필 브라더스의 쫓고 쫓기는 추격전이 시작되는데…