На березі моря - селище. Тут живе знаменитий, добрий лікар Айболить, друг усіх тварин. Поруч з його будинком - будиночки, в яких живуть Танечка з бабусею і Ванечка з Дідусем.
З раннього ранку до лікаря Айболита приходять тварини. Ось клишоногий Мишка, у якого розболілися зуби. Ось Півень з пошкодженим в бійці крилом; ось сова Бумба, у якій розбилися. окуляри, а ось забіяка і скандаліст кіт Васька з забинтованим хвостом. До будиночка доктора направляються і Лисиця, і мавпа Чичи, і качка Кіка.
Над дверима доктора висить застережний плакат: "Прошу пацієнтів один одного не їсти".
Зі своїх будиночків вибігають Танечка і Ванечка. Їм не терпиться скоріше пограти зі своїми чотириногими друзями. Весело граючись, вони допомагають звірам проникнути до лікаря, куди їх не пускає зла сестра доктора Варвара.
Звірі захищаються від величезної колючим мітли Варвари. Півень клює Варвару, собака Авва гавкає, сова Бумба лякає її своїм похмурим виглядом і величезними крилами. Звірам вдається проникнути до лікаря. Вони веселяться, радіючи перемозі над Варварою. Але вона привела на допомогу відомого своєю жорстокістю дресирувальника Капітон.
Чи не підозрюючи біди, повеселілі, вилікувані доктором, з дверей його будинку виходять звірі. Тут-то на них і накидається з бичем і мотузками Капітонов. Він обплутує бідних тваринок мотузками, клацає страшним бичем і загрожує розправою.
Айболить вирішує їхати в Африку. Починаються збори в далеку дорогу. Танечка і Ванечка прохають Айболита взяти їх з собою. Він відмовляє їм, посилаючись на труднощі дороги.
Вибравши момент, Танечка і Ванечка забираються в ящики з ватою і бинтами. Звірі вантажать ящики на корабель. Підняті вітрила, і корабель відпливає в Африку. Там давно чекають доктора. Бистрокрилим Ластівка випередила корабель і встигла повідомити, що Айболит скоро прибуде. А поки маленьких мавпочок лікують місцеві лікарі - Слон, Бегемот і Крокодил, але їх ліки не допомагають.
Нарешті прибуває Айболить. Він відразу приступає до лікування хворих, і незабаром все одужують. Радість охоплює звірів. Але вона коротка. Чуються страхітливі звуки. Це йде лютий розбійник Бармалей зі зграєю кровожерливих розбійників. Бармалея залучають ящики з ватою і марлею, де сховалися Танечка і Ванечка. Передчуваючи, смачний сніданок, Бармалей зламує ящики. На допомогу дітям поспішає доктор Айболить, а й він потрапляє в руки розбійників. Тріумфуючий Бармалей і його поплічники ведуть полонених. А за ними, ховаючись в джунглях, йдуть собака Авва, Лисиця, Півень і мавпа Чичи.
Лисиця і Мавпа збирають квіти, роблять з них букети і посипають сонним порошком, які опинилися в аптечці Айболита. У найкритичніший момент, коли полоненим загрожує смерть, з'являється Лиса і своїми витонченими танцями кружляє голову Бармалей і його свиті. Вона розмахує букетом у самого носа розбійників. Мить, і всі поснули. Не гаючи ні хвилини, діти звільняють один одного, а потім і доктора. В дорогу!
Хвалько Півень переможно кукурікає, та так голосно, що всі прокидаються. Побачивши, що бранці втекли, Бармалей кидається в погоню.
Шлях утікачів лежить через пустелю. Знемагаючи від спеки і спраги, бредуть доктор з Танечкою і Іванком, собакою Аввою, мавпочкою Чічі, котом Ваською і Лисицею. Їх по п'ятах переслідує Бармалей. Через тропічний ліс пробираються вибилися з сил друзі зі своїми тваринами. Слон допомагає їм, загороджуючи розбійникам дорогу.
Втікачі вибираються з лісової гущавини і потрапляють на берег моря. Круті обриви і прірву перепиняють їм шлях, але за допомогою винахідливого Ванечки і спритною Мавпочки їм вдається перебратися через прірву. Незграбний Бармалей зривається, падає в неї і стає здобиччю Крокодила. Налякані загибеллю свого отамана, розбійники розбігаються. Доктор Айболить та його друзі сідають на корабель і пливуть додому.
Ось і рідні краї, будиночки доктора, Тетянки, Ванечки. Але як сумно в докторському будиночку. Зла Варвара і дресирувальник Капітонов влаштували тут звіринець і мучать звірів. Айболить наказує Варварі і Капітонов негайно звільнити тварин. Випущені з клітин на волю, вони дякують свого спасителя. Приходять Дідусь Ванечки і Бабуся Тетянки, і все разом весело танцюють.