Главным героем мультфильма «Тайная жизнь пингвинов» становится маленький мальчик по имени Аояма. Он совсем молод и учится лишь в четвертом классе, но это не мешает ему быть любознательным и любопытным ребенком. Аояма ведет собственный дневник наблюдений, куда записывает все необычное и интересное. Однажды он узнает, что недалеко от города не пойми, откуда взялись пингвины, а на месте их возникновений образовалась океаническая сфера. Конечно же, это сразу заинтересовало мальчика. Он начал пытать разгадать тайну, откуда появились эти забавные животные, и почему строение Земли было нарушено. Позже он узнает, то это этого зависит жизнь всего мира. Сможет ли маленький мальчик узнать все секреты?