Действие происходит на протяжении нескольких дней накануне ноябрьских праздников.
Из-за оплошности работницы зверофермы Прасковьюшки, случайно оставившей открытой клетку, со зверофермы «Мшага» 2 ноября сбегает молодой песец по кличке Наполеон Третий, за которым следует песец под номером сто шестнадцать. Звери никогда не были на воле, и через заснеженное поле устремляются в лес. Первую ночь они проводят в старой барсучьей норе. Тем временем, директор зверофермы Некрасов пытается поймать песцов, сначала приглашая охотника Ноздрачёва, а затем пуская по следу более пожилого опытного песца Маркиза. Маркиз находит беглецов и заманивает их обратно к звероферме, однако они не возвращаются.
Оказавшись на шоссе, песцы чуть не попадают под машину, и Сто шестнадцатого ловит шофёр грузовика. Наполеон же, спасаясь от преследующих его мотоциклистов, оказывается в деревне Ковылкино. Там на него возле магазина лают дворняжки, и его берёт к себе плотник Меринов, решив, что это потерявшийся «английский шпиц». Наполеона поселяют в конуре Пальмы, собаки Мериновых, а наутро Вера привязывает его верёвкой, чтобы он не сбежал. Однако, когда все уходят, местные дворняжки снова начинают нападать на песца, а Пальма защищает его. На шум приходит гуляющий неподалёку дошкольник Лёша Серпокрылов, который разгоняет собачью свору и уводит Наполеона. Тот устремляется точно на север. Когда они пробегают мимо школы, Вера Меринова видит из окна Серпокрылова с Наполеоном. За деревней Серпокрылова нагоняет незнакомый мужчина, представляющийся дядей Мишей, который пытается отнять песца, чтобы сделать из его шкуры воротник для своей жены. На помощь дошкольнику приходит Вера Меринова со своим одноклассником Колей Калининым и учителем рисования Павлом Сергеевичем. Дядя Миша убегает, а Наполеона приводят в школу и сажают в пустую кроличью клетку. Серпокрылов дома ставит мышеловки и утром приходит покормить Наполеона.
Между тем директор школы Губернаторов посылает телефонограмму на звероферму и узнаёт, что песец сбежал оттуда и за его поимку назначена премия в двадцать рублей. Школьники, понимая, что песца могут забрать, не хотят отдавать Наполеона и, пока идут уроки, поручают Серпокрылову спрятать его в бане старика Карасёва. В школу приезжает директор Некрасов, который, узнав о том, что дети не хотят отдавать песца из-за опасения, что из него сделают воротник, заверяет школьников, что песца никто не тронет и они сами смогут ухаживать за ним на ферме. Успокоенные школьники рассказывают, где спрятан песец, однако Серпокрылов говорит, что песца всё равно надо оставить на свободе, потому что он стремится на полюс. Оказывается, что песца нет в бане, потому что Серпокрылов отпустил его. Два директора приказывают школьникам оцепить деревню, но песца уже не находят.
Вера, вернувшись домой, обнаруживает Наполеона у будки Пальмы. Она медлит, не зная, как поступить, однако видя, что Наполеон не стремится убежать, отводит его на верёвке к школе. Наполеона возвращают на звероферму. Директор Некрасов благодарит Веру, её ждёт премия, но при этом на душе у неё тяжело. Вечером она заходит к Серпокрылову, который лепит с отцом пельмени накануне праздника и говорит Вере, что Наполеон наверняка снова убежит. Повесть заканчивается словами о том, что ровно через месяц Наполеон, действительно, снова сбежал: «На этот раз он нигде не задерживался и наверняка добрался до Северного полюса».
