Москва, конец 1950-х. Кошмаром для столичных бродячих собак является появление человека с черным фургоном — попадающие в эту машину псы исчезают навсегда, и никто не знает, куда их увозят. Дворняжка Стрелка, проживающая у знаменитого памятника рабочему и колхознице, не раз избегала этой ужасной участи благодаря доброму другу — пронырливому крысу Вене-метрополитену. В это же время совсем рядом с бездомными друзьями под куполом цирка живет Белка, настоящая артистка, мечтающая о славе. Ей приходится заменить выбывшего артиста в номере «Полет на ракете». Но из-за технической накладки летательный аппарат непредвиденно улетает в московское небо и сваливается чуть не на головы дружкам-бродяжкам…
Привычный ход вещей нарушен! Цирковая собака Белка больше не выйдет на манеж покорять сердца зрителей, а дворняжка Стрелка не будет ночевать в подворотнях и искать себе пропитание. Теперь они не просто собаки, а члены отряда космонавтов. И лишь самые достойные, самые выносливые отправятся покорять космическое пространство.