ある晩、畑家の庭にUFOが降り立ち、大きな袋を捨てていった。中から「ペットントン」としゃべる奇妙な宇宙生物が現われ、ネギ太になついてきた。しかし父のナス夫は宇宙戦争になってもいいから捨ててこいと命じる。いやいや命令に従ったネギ太だったが、雑草を食べて苦しむペットントンを見て、野原動物病院へ運び込む。

ネギ太の祖母セロリが恋をした相手は、テニスプレーヤーの美少年。彼にコーチを受ける少女に嫉妬したセロリは、ペットントンの不思議アイテム･友だちの輪に授けられたアイデアで、2人をケンカ別れさせた。恋することが理解できないペットントンだったが、神社で出会った少女ヨーコと話すうち、なぜか楽しい気持ちになる。

ペットントンはみんなの役に立ちたいと働くが、ことごとく裏目に。宇宙生物だから地球でうまくやれないと悩み、ホームシックにかかってしまう。一方、ペットントンを利用してお金儲けをたくらむセロリおばあちゃん。キスされたペットントンが風船のようにふくらんで空に浮かぶことから、遊覧飛行会社を作ることを思いつく。

ナス夫パパは役所で課長に叱られて落ちこみ、仕事を休むと宣言する。代わりに働けばよいと友だちの輪に告げられたペットントンは、ヨーコに紹介された青果市場でアルバイトを始める。しかし大好物の野菜の山を目の前にして、食欲を押さえきれない。その頃ナス夫は妻と母からすべての家事を押しつけられ、悲鳴を上げていた。

ネギ太は自分のママが世界でいちばんキレイでいてほしいと願っていた。それを知った母トマトは、ペットントンの友だちの輪で、おしゃれな街に出て研究すればいいと思いつく。しかし研究に熱中するあまり、家事を放り出してしまう。セロリおばあちゃんや父ナス夫、ネギ太も逃げ出し、ペットントンが家事をすることになる。

ペットントンに芸を仕込んでサーカス団を作ろうとするセロリおばあちゃん。家事を命じるトマト。出世のためにペットントンを区長の宣伝用アドバルーンにしようとするナス夫。逃げ出したペットントンを探しに、ネギ太はセロリや同級生の小百合、ガン太と一緒に山に向かう。そこで楽しく遊ぶペットントンを見たネギ太は…。