아기 공룡 둘리와 칸라피 별의 왕자 도우너, 서커스 출신 타조 또치는 우연찮게 고길동 아저씨 집에 모여 살고 있다. 어느날 길동 아저씨는 조카 회동의 부모로부터 미국으로 오라는 요청을 받고 영어 공부에 몰두하지만 둘리가 쫓아올 것 같은 걱정에 빠진다. 둘리와 그 일행은 그에 아랑곳하지 않고 어떻게든 아저씨를 따라 미국에 가려고 궁리한다.

우여곡절 끝에 회동이와 둘이서만 뉴욕에 도착한 길동 아저씨. 하지만 둘리, 도우너, 또치는 이상한 사나이로 변장해 뉴욕에 도착, 길동 아저씨와 합류하게 된다. 하지만 동물 검역소에 끌려간 일행들은 주사를 놓으려는 검역관을 피해 달아나고 길동 아저씨는 혼자 떨어진다.

이렇게 미국 여행을 시작한 일행들, 하지만 둘리와 그 일행들은 영문도 모른 채 두 명의 약간 모자란 도둑들의 추적을 받게 된다. 이유는 도둑들이 훔친 보석이 회동이의 주머니에 들어 있기 때문이다. 이를 모르고 둘리는 뉴욕의 자유여신상, 센트럴 파크, 부룩클린교 등 여러 풍물들을 접하게 된다.