Сюжет мультфильма тесно связан с реальными историческими событиями. Действие мультфильма происходит в 1960 году. Советский Союз уже запустил на околоземную орбиту, первый искусственный спутник Земли. Теперь идёт подготовка к первому полёту человека в космос, но прежде необходимо обеспечить безопасные условия для такого полёта. Первые друзья человека, собаки принимают участие в испытаниях. Волею судьбы в Центре подготовки космонавтов оказываются собаки Белка и Стрелка. После жёсткого отбора Белка и Стрелка всё-таки добиваются своего. Они летят в космос на ракете!
