北海道旭川市旭山動物園。小さい頃からいじめられっ子で、昆虫が大好きだった青年・吉田（中村靖日）が、飼育係としてやって来た。懐が大きく情熱あふれる滝沢園長（西田敏行）はじめ、韮崎（長門裕之）、柳原（岸部一徳）、臼井（柄本明）、砥部（塩見三省）、三谷（六平直政）らベテラン飼育係たち、管理係の早苗（堀内敬子）が彼を迎え入れた。

長らく園の客入りは芳しくなく、客集めのために設置されたジェットコースターにはたくさんの客が列を成すが、同じ敷地内の動物園は閑古鳥が泣いている。危機感を強める滝沢園長は、“動物園廃止”を叫ぶ動物愛護団体の対応にも追われる中、財政赤字を抱える旭山を立ち直させるべく、日々奔走するのだった。

施設の修繕費用すら市から得られない切迫した状況の中、滝沢園長は飼育係に客の前で動物の魅力を解説させる“ワンポイントガイド”を開始し話題を作る。そして今度は、客に夜行性動物たちの姿を見てもらう試み、“夜の動物園”を始めるなど、自分たちの手で動物の素晴らしさを伝えていく。その頃、かつて愛護団体の１人として乗り込んだ獣医学部の学生・真琴（前田愛）が旭山に興味を持ち、叔父である上杉市長（平泉成）のコネで新メンバーになる。

動物園が活気を取り戻していく中、敷地内に侵入したキタキツネが原因で、ゴリラのゴンタがエキノコックス症に倒れる。検査の結果、職員も動物もみな陰性だったが、この感染症の事実をマスコミに発表。たちまち世間は大騒ぎになり閉鎖の危機はますます強まるが、滝沢園長と仲間たちは行動を起こし、旭山の存続を市民に直接呼びかける。

翌年4月。廃園はまぬがれたものの、相変わらず客足は少ない。その頃、新市長に平賀（萬田久子）が就任。平賀市長は滝沢園長の提案に興味を示す。旭山動物園の人々が続けてきた努力、抱いてきた夢が、ついに大きな実を結び始めるー。