Penguin Highway anime ini berpusat pada Aoyama anak SD yang memiliki pola pikir yang berbeda dengan anak-anak seumuran nya . Dia selalu berfikir hal yang realitis dan menganggap dirinya sudah cukup dewasa di bandingkan dengan teman-teman seumur nya . Dia juga menyukai seorang wanita dewasa yang berkeja di dokter gigi yang biasa dia datangi . Tapi pada suatu hari di tengah lapangan kosong di kota nya secara tiba-tiba muncul puluhan Penguin di sana .

Aoyama mulai merasa aneh dengan hal tersebut karena kota yang dia tinggali jauh dari lautan dan tidak ada kebun binatang di yang dia tinggali . bersama dengan teman dekat nya Uchida, Aoyama mulai menyelidiki keberadaan Penguin-penguin tersebut . Mereka menjelajahi sekitar seluruh pelosok kota, menanyai beberapa saksi mata yang melihat nya . Sampai semua data yang dia dapat menuju kepada seorang yang biasa menjadi suster di dokter gigi tempat nya . Merasa semua nya tidak realitis dirinya terus mencari kebenaran di balik kejadian tersebut dan Mbak-mbak tersebut .