Cabeza de perro cuenta la historia de Samuel, un chico de 18 años que desde pequeño padece una rara enfermedad neurológica. A veces deja de oír, de ver, es incapaz de andar o articular una frase. Por eso ha crecido alejado de todo y sobreprotegido por su familia.

Una serie de casualidades lo llevarán a Madrid, donde conocerá a Consuelo, una chica de veintitantos años tan descolocada como él. Entre ellos surgirá una insólita relación: insólita como ellos mismos.