George Hardy, seorang penggembala, rutin membacakan novel detektif untuk domba-dombanya setiap malam, tanpa menyadari bahwa mereka memahami setiap ceritanya. Ketika sebuah kejadian misterius mengguncang peternakan, para domba diam-diam bertindak sebagai detektif untuk mengungkap pelakunya dan membuktikan bahwa kecerdasan mereka tak bisa diremehkan.
Film dibuka dengan George Hardy, seorang penggembala domba, yang sedang menulis surat untuk seseorang bernama Rebecca. Dalam surat itu, George bercerita tentang kawanan domba di padangnya. Baginya, semua domba itu istimewa, tetapi ada beberapa yang punya tempat khusus di hatinya.
Ada Reggie dan Ronnie, dua domba jantan bersaudara yang hobi menabrak apa pun. Ada Zora, anak domba kecil yang selalu penasaran. Ada Cloud, domba yang suka bertingkah manja seperti diva. Ada Sir Richfield yang anggun dan berkelas, Wool-Eyes yang sulit melihat karena matanya tertutup wol, serta Mopple, domba jantan dengan daya ingat luar biasa.
Namun yang paling dekat dengan George adalah Sebastian dan Lily. Sebastian adalah domba jantan hitam yang sesekali suka pergi meninggalkan padang, sementara Lily adalah domba yang selalu setia mendengarkan cerita-cerita kriminal George.
George juga sering pergi ke kota kecil Denbrook. Di sana, ia mengenal berbagai warga dengan masalahnya masing-masing. Ada Caleb Merrow, penggembala lain yang tidak terlalu ia sukai. Ada Ham Gilyard, tukang daging yang benar-benar dibenci George. Ada Beth Pennock, pemilik penginapan yang menyimpan dendam padanya. Ada Tim Derry, polisi kikuk yang belum terlalu percaya diri, dan Reverend Hillcoate, pendeta yang juga punya urusan tidak menyenangkan dengan George.
Suatu hari, George masuk ke gereja saat Hillcoate sedang berkhotbah. Tanpa banyak bicara, ia menaruh segepok uang ke kotak persembahan, lalu pergi begitu saja. Tindakannya membuat orang-orang bertanya-tanya.
Di padang, kawanan domba bersikap kasar kepada seekor anak domba kecil yang lahir di musim dingin. Mereka menganggapnya berbeda karena ia tidak lahir di musim semi seperti domba lainnya. George kemudian mengangkat anak domba itu dan memberinya makan. Menurut George, semua makhluk pantas diperlakukan sama.
Tak lama setelah itu, Caleb datang menemui George, tetapi pembicaraan mereka tidak berlangsung lama. George segera menyuruhnya pergi. Sementara itu, para domba punya kebiasaan unik: setiap kali terjadi sesuatu yang tidak menyenangkan, mereka memilih untuk melupakannya bersama-sama. Namun Mopple tidak bisa seperti itu. Ia mengingat semuanya, bahkan hal-hal yang ingin ia lupakan.
Di penginapan, Beth mengetahui dari tukang pos bahwa George menulis surat kepada Rebecca menggunakan kertas beraroma mawar. Rasa penasaran membuat Beth mencuri surat itu dari tas pos. Tak lama kemudian, seorang reporter bernama Elliot Matthews datang ke penginapannya. Elliot sedang meliput festival budaya Denbrook, meski festival itu ternyata hanya berisi beberapa stan kecil yang nyaris tidak menarik.
Malamnya, saat Elliot pulang di tengah hujan, mobilnya menabrak pohon. Di saat yang sama, di rumah George, terdengar ketukan di pintu yang membuatnya terbangun.
Keesokan paginya, Lily dan Mopple menemukan George tergeletak tak bernyawa di rerumputan. Lily awalnya tidak benar-benar memahami apa yang terjadi. Mopple harus menjelaskan bahwa George sudah meninggal, bukan berubah menjadi awan seperti yang selama ini dipercaya para domba. Lily hancur hati, lalu memberi tahu seluruh kawanan bahwa penggembala mereka telah tiada.
Polisi Tim datang ke lokasi dan awalnya mengira George meninggal karena serangan jantung. Namun setelah memeriksa trailer George, ia menemukan tanda bahwa George sempat minum bersama seseorang sebelum meninggal. Tim mulai curiga George diracun. Elliot yang ikut mengintip ke dalam trailer langsung merasa menemukan bahan berita besar: sebuah kasus pembunuhan.
Lily mendengar dugaan itu dan merasa kematian George harus diselidiki. Sebastian sempat meremehkan ide tersebut karena mereka hanyalah domba. Namun akhirnya ia ikut bersama Lily dan Mopple pergi ke Denbrook. Bagi Lily dan Mopple, perjalanan itu terasa menegangkan, terutama karena untuk pertama kalinya mereka harus menyeberangi jalan dan melihat dunia yang tidak tertutup rumput.
Di kota, warga berkumpul untuk mendengarkan pembacaan surat wasiat George oleh pengacaranya, Lydia Harbottle. Wasiat itu ternyata sudah diubah dari versi sebelumnya. Rebecca Hampstead datang ke sana, dan terungkap bahwa ia adalah putri George dari Amerika. Tim langsung terpikat saat melihatnya.
Elliot juga datang, tetapi Lydia melarangnya masuk ke ruangan. Wasiat dibacakan di hadapan Tim, Rebecca, Caleb, Ham, Beth, Hillcoate, serta seorang pria bernama Peter Van Vuuren yang mengikuti lewat telepon. Peter ternyata adalah putra George sekaligus saudara kembar Rebecca, yang dulu diadopsi oleh keluarga di Afrika Selatan.
Dalam wasiatnya, George menyebut orang-orang yang hadir sebagai “dua pembunuh, satu korban, satu orang bodoh, satu anak domba musim dingin, dan satu penggembala buruk.” George juga mewariskan tanahnya kepada kedua anaknya. Selain itu, Rebecca mendapat warisan 30 juta dolar dari hak paten obat biru buatan George untuk mengobati penyakit kulit pada domba. Dengan uang sebesar itu, semua orang mulai terlihat punya motif.
Di luar ruangan, Mopple tanpa sengaja membuat kekacauan setelah wajahnya tertutup kain bernoda rumput. Ia berlari membabi buta sampai akhirnya Caleb membantunya keluar.
Kembali ke padang, para domba mulai mencoba memecahkan misteri pembunuhan George. Anak domba musim dingin mengaku melihat “hantu” George keluar dari tubuhnya pada malam kejadian. Namun domba lain tidak percaya. Mereka juga melihat Rebecca berjalan di padang, padahal sebelumnya ia mengaku kepada Tim belum pernah datang ke tempat itu.
Sebastian mulai kesal melihat kawanan terus merendahkan anak domba musim dingin. Ia lalu menceritakan kepada Lily bahwa dirinya juga lahir di luar musim semi. Dulu, Sebastian tinggal di kebun binatang kecil di karnaval. Setelah dianggap terlalu tua, ia dipaksa bertarung melawan anjing. Hidupnya baru berubah ketika George menyelamatkannya.
Sementara itu, Tim mulai menyelidiki orang-orang yang disebut dalam wasiat. Elliot ikut menempel padanya demi mendapatkan cerita bagus. Tim menemukan bahwa Beth mencuri surat George untuk Rebecca. Ham punya masalah dengan George karena George seorang vegetarian, jelas bukan sahabat ideal bagi seorang tukang daging. Caleb juga punya alasan membenci George karena sewa padangnya dibatalkan.
Hillcoate kemudian mengaku bahwa ia dan George pernah terlibat urusan bisnis yang berakhir buruk. Karena itu, ia yakin istilah “penggembala buruk” dalam wasiat ditujukan kepadanya, bukan Caleb. Tim dan Elliot juga mencurigai Rebecca setelah mengetahui nama aslinya adalah Chastity Cramps, dan bahwa ia sebenarnya pernah datang ke padang George.
Para domba akhirnya mendapat petunjuk dari Cloud. Rebecca memang pernah datang ke padang pada malam sebelumnya dan menjatuhkan gelang di sana. Namun karena kawanan masih tidak percaya pada anak domba musim dingin, Sebastian kecewa dan pergi lagi.
Lily kemudian membawa Tim ke padang untuk menemukan gelang Rebecca. Tim datang bersama Elliot dan Beth, lalu menangkap Rebecca atas dugaan membunuh George. Kecurigaan makin kuat ketika Tim menemukan buah beri beracun yang digunakan untuk meracuni George menempel di bawah sepatu Rebecca.
Rebecca membantah tuduhan itu. Ia menjelaskan bahwa selama ini ia berhubungan dengan George melalui surat. George merasa bersalah karena dulu harus menyerahkan Rebecca untuk diadopsi saat ia masih sangat muda.
Lily dan Mopple kemudian pergi ke padang milik Caleb karena kawanan mereka akan segera digabungkan. Di sana, seekor domba mendekati Lily dan dengan nada menyeramkan menyuruhnya lari. Lily dan Mopple lalu menemukan foto Caleb dan Ham berjabat tangan. Dari situ, mereka menyadari bahwa peternakan itu bukan tempat aman. Caleb dan Ham berniat menyembelih domba-domba untuk dijadikan daging. Mereka adalah “dua pembunuh” yang dimaksud George.
Dua anjing penjaga mengejar Lily dan Mopple. Sebastian datang menyelamatkan mereka, tetapi ia terluka parah akibat gigitan anjing. Sebastian akhirnya mati di samping Lily.
Kematian Sebastian membuat Lily harus menghadapi kenyataan yang selama ini ia hindari. Domba tidak berubah menjadi awan ketika mati. Mereka benar-benar pergi. Mopple menjelaskan bahwa Lily selama ini memilih melupakan rasa duka, termasuk kematian orang tuanya. Lily merasa kenangan itu terlalu menyakitkan, tetapi Mopple mengatakan bahwa mencintai seseorang berarti juga berani mengingatnya.
Lily dan Mopple kembali ke kawanan dan menyampaikan kabar kematian Sebastian. Lily hampir menyerah, tetapi kemudian ia seolah melihat George berbicara kepadanya. Bayangan itu memberinya kekuatan untuk melanjutkan penyelidikan.
Lily, Mopple, dan anak domba musim dingin menyusup ke trailer George untuk mencari petunjuk. Setelah itu, mereka pergi ke kantor polisi Denbrook, tempat Rebecca ditahan. Anak domba musim dingin menyelinap masuk dan meninggalkan pesan berupa cat di lantai.
Keesokan paginya, Tim melihat garis biru dan kuning yang terhubung ke gambar George, lalu berakhir pada noda hijau. Saat Rebecca hendak dibawa untuk diproses hukum, Tim melihat kaki Lily, Mopple, dan anak domba musim dingin masih berlumuran cat. Saat itulah semua petunjuk tersambung.
Tim menghentikan proses hukum dan mengumumkan bahwa Rebecca bukan pembunuh. Dalam wasiat George, Rebecca adalah “korban”.
Pembunuh sebenarnya adalah orang yang secara fisik tidak berada di ruang pembacaan wasiat: Peter Van Vuuren. Ia ternyata menyamar sebagai reporter Elliot Matthews. Karena Lydia mengusir Elliot dari ruangan, Peter bisa mengikuti pembacaan lewat telepon tanpa dicurigai.
Tim menjelaskan bahwa ketika George ditemukan, salah satu tangannya berwarna biru dan tangan lainnya hijau. Warna biru berasal dari obat domba buatan George, sedangkan warna hijau berasal dari pewarna rambut Peter yang bercampur dengan obat itu saat mereka bergulat. Peter mendatangi George setelah pura-pura mengalami kecelakaan mobil, lalu meracuninya. Ia juga menanam buah beri beracun di sepatu Rebecca agar saudara kembarnya itu disalahkan.
Peter ingin Rebecca dihukum agar ia bisa mendapatkan warisan 30 juta dolar.
Peter hampir berhasil mengelak, tetapi Tim mencabut sehelai rambutnya sebagai bukti yang bisa diperiksa. Peter mencoba kabur, tetapi Reggie dan Ronnie akhirnya mendapat “alasan sah untuk menabrak.” Mereka menghancurkan mobil Peter, dan Peter pun ditangkap.
Setelah kasus terungkap, Lydia memberi tahu Rebecca bahwa wasiat baru George tidak bisa disahkan. Artinya, sesuai wasiat lama, Rebecca akan mewarisi tanah George. Caleb dan Ham mencoba membujuk Rebecca agar menjual tanah itu kepada mereka, tetapi Rebecca menolak. Ia justru membeli domba-domba Caleb dan memperbesar kawanan George.
Sebelum Rebecca kembali ke padang, Beth yang menyesal memberikan surat terakhir George kepadanya. Karena kertas surat itu beraroma mawar, Beth dulu mengira George menulis untuk kekasihnya. Dari situ, Rebecca sadar bahwa Beth sebenarnya mencintai George. Beth mengaku ia dan George pernah mencoba menjalin hubungan, tetapi hati George selalu milik ibu Rebecca, yang bernama Lily.
Rebecca akhirnya kembali ke padang bersama domba-domba baru. Ia duduk dan membacakan buku yang ditulis George kepada kawanan. Lily lalu mencari anak domba musim dingin, menyambutnya sebagai bagian dari keluarga mereka, dan memberinya nama George.
Saat Lily kembali bersama George kecil, ia menatap langit. Di sana, ia melihat sebuah awan yang bentuknya menyerupai Sebastian.
