Procurando Gobi é o relato espetacular de Dion Leonard, um ultramaratonista experiente que se depara com uma cachorrinha perdida enquanto percorria os 250 quilômetros pelo Deserto de Gobi, enfrentando condições extremas. A adorável filhotinha, que mais tarde seria batizada de Gobi, correu lado a lado com ele pelas montanhas, enfrentou uma tempestade de areia, o sol escaldante, cruzou dunas imensas e vilarejos remotos. Vendo sua determinação e coragem, Dion apegou-se cada vez mais à sua companheira de corrida, inclusive fazendo planos de cuidar dela dali em diante. Porém, antes que pudesse levá-la para casa, Gobi some em uma cidade chinesa com milhões de habitantes, e Dion começa, então, uma corrida contra o tempo para tentar encontrar a cachorrinha mais uma vez.