Después de perder a su abuelo, Alma Deranquel regresa a la casa de su infancia en la selva canadiense. En el bosque, encuentra los restos de un avión destinado a un circo... con un cachorro de león arrebatado a su madre en África. El cachorro cae en sus manos cuando un águila calva lo saca del nido en el que cayó durante el accidente. Entonces, decide no entregarlo a los guardias forestales porque su abuelo hizo campaña contra el maltrato de los animales en los circos. Al mismo tiempo, una hembra de lobo que había entablado cierta amistad con el abuelo de Alma -quizás porque su cabaña se construyó sobre el lugar de la antigua guarida de lobos donde ella misma nació y se crió- viene a refugiarse en la casa de Alma, con su cachorro, cuando es perseguida por dos científicos. El cachorro de león y la cría de lobo viven como hermanos; juegan juntos y ambos están bien alimentados gracias a la loba.

Pero, mientras Alma se va de viaje durante dos días a una audición de música clásica para la Orquesta Filarmónica de Los Ángeles, la madre loba desaparece. Resulta que fue alcanzada por un dardo tranquilizante disparado por uno de los dos científicos. Ambos desean trasladarla a un centro de cría de la especie de lobo (ficticia) en peligro de extinción Canis lupus nyx. Esto deja a Alma como la única disponible para criar y proteger a los cachorros mientras los tres viven en paz durante uno o dos años. Durante ese tiempo, llama al cachorro de lobo Mozart y al cachorro de león "Dreamer" (en aparente referencia a la canción de Ozzy Osbourne). Después de que Alma sufra un accidente, su padrino nativo canadiense Joe debe avisar a las autoridades para salvarla, a pesar de que esto separa al trío.

Mozart se reúne con su madre en el centro de rescate, donde los dos zoólogos esperan que se reproduzca con las hembras jóvenes disponibles lo antes posible. Mientras tanto, el entrenador de leones del circo que compró a Dreamer comienza a enseñar a su hijo Raphael, amante de la música clásica, cómo mostrar a un león quién es "el jefe". Los brutales métodos demostrados (fuera de cámara) horrorizan visiblemente al chico. Mientras tanto, Alma ha salido del hospital donde se recuperaba de una conmoción cerebral. Y, con la ayuda de Joe, comienza a rastrear qué circo en particular compró a Dreamer, ya que la guardabosques local a cargo es también la amargada ex novia de Joe, lo que la hace doblemente poco cooperativa.

El circo en cuestión acaba pasando por el centro de cría de lobos, lo que permite a Mozart captar el olor de su hermano de acogida. Así, Mozart escapa esa misma noche cavando un túnel bajo la valla de malla. Al descubrirlo, Eli (el zoólogo principal) tiene que disculparse con Alma por sus anteriores malentendidos para que le ayude a encontrar a Mozart. Para entonces, Mozart ha liberado milagrosamente a Dreamer, lo que les permite a los dos regresar a la isla de Alma. Por desgracia, su viaje no pasa desapercibido y la policía no tarda en recibir múltiples llamadas sobre los dos animales "peligrosos".

Como acaba El lobo y el león

Con la ayuda de Rapha, Alma y Eli localizan a Mozart y a Dreamer no muy lejos de la cabaña de madera de tamaño infantil donde Alma solía jugar de pequeña. El padre de Rapha intenta llevarse a Dreamer a punta de pistola. Pero, Rapha consigue disuadirlo justo antes de que un equipo SWAT de la policía llegue al lugar. Alma lleva a Mozart y a Dreamer a través de un túnel secreto desde la casa de juegos hasta cierto árbol hueco. Desde allí, ella y Mozart nadan hasta la isla. Pero, sin Dreamer, que se aleja para desviar la atención del equipo SWAT. Sin embargo, momentos de tensión más tarde, se revela que Soñador logró burlar a sus cazadores.

La película termina con Alma dando un concierto al aire libre en beneficio de los animales salvajes cautivos maltratados, mientras Mozart y Soñador tocan juntos en el bosque cercano. Un ejemplo visual perfecto tanto de la tolerancia mutua entre especies como, irónicamente, de lo que puede ocurrir cuando la humanidad obliga a dos especies geográficamente separadas a unirse sacándolas de sus legítimos entornos naturales.