Gobi är den makalösa historien om ultralöparen Dion Leonard, som under ett 250 km långt lopp genom Gobiöknen springer på en herrelös hund. Hunden, som får namnet Gobi, följer honom genom Tianshanbergen och Gobiöknens svarta sand. Dion fäster sig snabbt vid den beslutsamma och lojala lilla hunden och märker hur hans eget fokus ändras. Han låter Gobi sova i tältet, delar med sig av den lilla mat han har och bär henne över floder, trots att han vet att det kan kosta honom en topplacering.

Dion bestämmer sig för att ta med sin nya vän hem till Storbritannien. Men på vägen försvinner Gobi spårlöst i en av Kinas myllrande städer. Med hjälp och stöd av människor från hela världen ger sig Dion iväg för att hitta den fantastiska lilla hunden som har vunnit hans hjärta ...