Фильм о дружбе и службе лейтенанта милиции Глазычева и овчарки по кличке Мухтар. В ответ на любовь хозяина, пёс верно и преданно служит ему, самоотверженно выручает в опасных ситуациях, которые преподносит им нелёгкая служба. Вместе они раскрывают множество преступлений и выходят из самых непредсказуемых передряг.

Задолго до начала съёмок было ясно, что роль Мухтара не сможет исполнить одна собака: действие в сценарии происходит в течение семи-восьми лет, сперва Мухтар — молодой полуторагодовалый пёс, а к концу фильма ему уже около десяти лет. К тому же животные обычно очень тяжело переносят процесс съёмок, и в любом случае необходимы были запасные собаки, способные в случае форс-мажорных обстоятельств друг друга подменять. Двух взрослых служебно-разыскных псов по кличке Урал и Байкал на всё время работы предоставило Министерство внутренних дел СССР, а третьего, самого молодого, за четыре месяца до начала съёмок «Мосфильм» приобрёл по объявлению. Собаку поселили на киностудии, кормили трижды в день и приучали к новой кличке «Мухтар» — пёс оказался излишне озорным и малопослушным, поэтому в итоге его использовали лишь в тех эпизодах, где явно требовалось подчеркнуть молодость животного.

Несколько раз Юрий Никулин выезжал с милицией на операции, познакомился со многими проводниками розыскных собак. В качестве консультанта фильма был приглашён капитан милиции Сергей Подушкин, который занимался с Никулиным так, как будто тому действительно предстояло стать работником правоохранительных органов. Актёр вставал рано утром, надевал милицейскую форму, полушубок и отправлялся в питомник — там специально для него из клеток выпускали двух собак. Чтобы они привыкли к Никулину, он сам их выгуливал и кормил. После этого актёр уезжал в цирк и, отработав три спектакля, снова возвращался в питомник. Подготовка продолжалась более двух недель