Злой разбойник Бармалей, именем которого давно пугали детей, сидит в тюрьме под охраной Гиппопотама. Друзья-пираты помогают своему главарю сбежать, но Гиппопотам тайком проникает на их корабль и старается выведать планы злодеев. В это время тетушка Варвара, сварливая сестра доброго доктора Айболита, уходит от брата, заявляя, что ненавидит зверей, которых любит и лечит доктор. По воле случая Варвара попадает на пиратскую шхуну. Шхуна причаливает к берегам Африки, где разбойники устраивают для зверей представление «Муха-Цокотуха», а затем раздают отравленное угощение, и все звери заболевают. Гиппопотам, который все видел, звонит в Ленинград Айболиту. Доктор с друзьями — попугаем Карудо, собакой и совой — отправляются в путь...