어느 날 아서가 친구들과 노는 사이 강아지 팔이 사라지는 일이 발생한다.
팔과 함께 있던 아서의 여동생 디더블유는 대수롭지 않게 생각하며 아이스쇼 구경을 가자며 졸라댄다. 아서는 그 동안 팔에게 소홀한 것을 후회하며 자칭 형사인 부스터와 함께 팔을 찾아나선다. 그리고 친구들인 머피, 빈키, 프루넬라, 프랜신, 브레인 등이 힘을 모은다. 아서는 아이스크림이 묻은 팔의 발자국을 따라가 아이스크림 공장을 찾아가나 개들의 공격을 받은 팔은 도망을 가고 트럭운전사인 로지는 팔을 발견해 키우기로 한다. 아서와 그의 친구들은 온 동네를 수색해 가까스로 로지가 데려갔다는 사실을 알아내고 로지의 뒤를 쫓는다.