小男孩与远航在外的船长父亲通了很多年的无线电，30年后，男孩波普长大成人，成为纽约地产改造龙头企业里有可能成为新合伙人的精英。他总能在10分钟内，动用如簧巧舌，向地产所有者们描绘拿上一大笔钱周游世界的美妙。他屡战屡胜，为公司拿下推倒旧建筑、再造摩天大厦的决胜局。而他本人，也因此踌躇满志。
有一天，衣冠楚楚的波普先生回到空荡荡的家，收到老父亲寄来的遗产——凿开快递木箱，里面腾起一阵冷雾，你猜他收到了什么？一只一尺多高的巴布亚企鹅，不是标本，而是一只会展开双鳍摇摇摆摆走路，会嘎嘎乱叫的活企鹅。
这已经够魔幻了吧？然而，在男主人公打了一圈电话，央求相关部门来处理这只让家里淹水的怪鸟，并被无情拒绝后，他不得不打电话给老父亲的代理人，恳求对方想办法接走这闯祸精。对方却把波普先生的要求听成了“我还要五只”。于是，隔了几天，另一个大木箱到了，波普先生接到了另外五只脾气各异的巴布亚企鹅。
也许，这就是魔幻现实主义喜剧《波普先生的企鹅》片名的由来。就在波普先生手足无措之际，他的前妻带着一儿一女上门了，原来，这是他们离婚时说好的“爸爸抚养日”。两个孩子对波普的感情，与波普儿时，对远航在外的老波普是一样的，既渴望与之亲近，又对父亲的爽约与心不在焉一次次失望。但这次不一样，他们一进门就看到了沙发上、柜顶上乃至在抽水马桶里戏水的企鹅，脾气各异，一共六只。
孩子们又惊又喜，尤其是当他们发现，企鹅们居然视迈着企鹅步的卓别林为同类，能连看他的电影好几小时，都乐坏了。
电影围绕着三条故事线穿插进行：波普先生被董事会派遣去说服范甘迪太太，出让她家经营了三代的餐厅；波普先生努力弥合与妻儿的关系，因为他在与企鹅们的相处中，找到了当爸爸才有的既喜悦又操心的感觉；纽约动物园的警长试图捕捉这些企鹅，将它们当作交换筹码，获得其他动物园的赠予。
所有人物与企鹅的对手戏，都是分别拍摄、后期合成的。也就是说，所有演员必须对着不在场企鹅来抒发情感，增之一分嫌多，减之一分嫌少，这个度的拿捏十分考验人。而对专拍企鹅的摄影师来说，要捕捉到企鹅与主人公抛梗、接梗，配合得天衣无缝的刹那，也十分不易。这部电影，从企鹅的角度看，拍得也十分过瘾。在影片拍摄期间，整个摄影棚都被改造成了一个大冰库。纽约中央公园奉献了结冰湖面，让企鹅欢乐地躺倒翻滚；而在一家人率领企鹅逃亡时，一只名叫“船长”的企鹅奉献了屋顶跑戏，最后，它居然误打误撞绑上风筝，飞出动物园紧闭的铁门。
故事的结尾也相当温馨：一家四口送企鹅前往南极，返回属于它们的万年冰原。大部分企鹅都欢天喜地与大家族团聚，只有“船长”落落寡欢。波普先生与家人蹲下，一一与“船长”告别。他们鼓励它：可以的，你会当个好妈妈的。
这是一个意味深长的结尾：没有人生来是完美的父母，当孩子闯入我们的生活，与企鹅的闯入引发的混乱、操劳与哭笑不得几乎没有分别，然而，最终我们依旧明确了责任，与“闯入者”建立了难舍难分的爱，并在某一日，含泪送他远行。