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