大卫暂住在小宇航迷杰克的家里，他们一块居住、玩耍，建立了一段深厚的友谊。因最高指挥官决定让老鼠去参加火星计划，全城的警察都在捕抓训练老鼠。大卫忍不住跑出去玩耍，再次遇见了大豚鼠爱德华，他们效法牛仔英雄，解救出许多被捕的老鼠，还救出了美丽的小白鼠露丝。

　　在广场的草坪上，梅兰正在集会上抗议人类抓捕老鼠的行动。大卫再次遇见露丝，还热心帮助她寻找失散的妈妈。来自英国伯爵府的贵族老鼠凯特对露西一见倾心，展开了一连串追求行动，把严肃的集会弄得热闹非凡。这时，大卫的爸爸汉斯千里迢迢赶到航天城，找到了儿子，并和他一起住进了小主人杰克的家中。受杰克的影响，大卫也梦想成为一名宇航员，上太空，大卫决心自愿加入火星计划的探险实验。

　　老鼠们都抱怨是大卫害得他们四处逃亡。凯特因为露丝总是偏向大卫也乘此机会前来向大卫挑战。这时候却是富有正义感的梅兰站在了孤立无援的大卫一边。露丝被警察抓走了，大卫、梅兰、爱德华和凯特不得不放弃旧怨，一起加入营救行动。他们在航天城门口遇到大狼狗比利的的阻拦。一向胆小怕死的爱德华无意中被打晕之后居然发出神奇力量，彻底击败了比利。可惜，露丝还是被带进了航天城，大家无功而返。

　　当天晚上，大卫跟爸爸一番谈话之后，终于下定了决心。他给爸爸留下一封信，悄悄离开了杰克的家，再次孤身前往航天城救援。路上，他遇到了也想前往的梅兰和凯特等，他们团结一致，共同对抗大狼狗。关键时刻，来自俄罗斯的老鼠记者查里加，带着爱德华赶到，给与了他们强有力的支援。一番激斗之后，他们都顺利的从下水道进入航天城，谁知一不小心却落入了陷阱。连刚逃出来的大板牙乐队也不能幸免。