เด็กชายอาโอยามะ นักเรียนชั้นป.4 ผู้ชาญฉลาดและชอบสังเกตการณ์ ต้องพบกับปริศนาประหลาดเมื่อฝูงเพนกวินปรากฏตัวกลางเมืองเล็กๆ ที่ไม่มีทะเลหรือขั้วโลก เขาตัดสินใจสืบสวนด้วยตัวเองและพบว่าต้นตอของเรื่องเกี่ยวข้องกับหญิงสาวลึกลับในคลินิกทันตกรรมที่สามารถเปลี่ยนสิ่งของให้กลายเป็นเพนกวินได้ การผจญภัยครั้งนี้พาเขาเข้าใกล้ความจริงของโลกที่ซ่อนอยู่ใต้พื้นราบของชีวิตประจำวัน