1957. Igor, 12 ans, fils d'un modeste paysan, trouve dans la forêt une petite chienne chétive. Il l'adopte et l'appelle Laïka. Mais le bonheur est de courte durée : l'animal est enlevé par des inconnus qui l'emmènent à une base scientifique. Igor tente de la retrouver. Il ignore qu'elle s'apprête à participer malgré elle à une voyage spatial sans retour à bord de Spoutnik 2.