Nel 2016 Dion Leonard, un esperto ultramaratoneta, incontra inaspettatamente una piccola cagnolina randagia durante una gara di 250 chilometri attraverso il deserto dei Gobi, in Cina. La cucciola, che sarà ribattezzata Gobi, dimostra che quello che le manca nella taglia è ampiamente ricompensato dalla grandezza del suo cuore: comincia a seguire Dion passo dopo passo, attraverso le impervie montagne Tian Shan, mantenendo il passo con lui per circa 130 chilometri.
Quando Dion si rende conto dell'incredibile determinazione di questo piccolo animale, qualcosa dentro di lui cambia per sempre. Così si ritrova a farla dormire nella sua tenda e a portarla in braccio durante il percorso, nonostante il rischio di restare indietro o addirittura di non terminare la gara. Fino a quel momento si era sempre concentrato sulla vittoria, cercando costantemente di migliorare le proprie performance, ma il suo obiettivo ora è semplicemente quello di assicurarsi che Gobi sia al sicuro, nutrita e ben idratata. Anche se non arriva primo, Dion sente di aver vinto qualcosa di ben più importante: un nuovo sguardo sulla vita e una nuova amica che decide di portare a casa con sé. Per riuscirci dovrà affrontare mille imprevisti e difficoltà, ma alla fine, riuscirà a riunirsi con la straordinaria creatura che ha dimostrato a lui e al mondo che i miracoli sono possibili.
Gobi Un piccolo cane con un grande cuore è una storia di speranza, resilienza e amicizia, che dimostra ancora una volta che i cani sono davvero i migliori amici dell'uomo. E su questa straordinaria vicenda un film di Twentieth Century Fox.