在希腊一个小岛上，男孩扬尼斯失去了母亲与父亲（库斯图里卡饰演）关系疏远。偶让间他救下了一只受伤的鹈鹕，并为它取名“尼可斯特拉托斯”。和这只体型巨大的白色鸟儿在一起，扬尼斯成了小镇上的明星。

史特斯明史奇原是备受爱戴的大学教授与知名的前卫派画家。当史达林提出「社会主义式的写实主义」，且被波兰当局奉为圭臬，要求上行下效时，他站在异议的那方，结果不但被撤销教职、剥夺艺术家身份，甚至连餬口饭吃的生存权也尽遭践踏。而自诩为小螺丝钉的人们，成了国家机器的暴力帮凶。

米尔德雷德（弗兰西斯·麦克多蒙德 Frances McDormand 饰）的女儿在外出时惨遭奸杀，米尔德雷德和丈夫查理（约翰·哈克斯 John Hawkes 饰）之间的婚姻因此走到了尽头，如今，她同儿子罗比（卢卡斯·赫奇斯 Lucas Hedges饰）过着相依为命的生活。一晃眼几个月过去了，案件仍然没有告破预兆，而警方似乎早已经将注意力从案子上转移了开来。 被绝望和痛苦缠绕的米尔德雷德租下了高速公路边上的三块巨型广告牌，在上面控诉警方办案无能，并将矛头直接对准了警察局局长威洛比（伍迪·哈里森 Woody Harrelson 饰）。实际上，威洛比一直隐瞒着自己身患绝症命不久矣的事实。因为这三块广告牌，米尔德雷德和威洛比的生活发生了翻天覆地的变化。

影片讲述了一个小男孩维克多的爱狗Sparky被车撞死后，他十分伤心。在学校上课的时候，当老师做用电击青蛙的方法使其神经抽搐的实验时，他有了救活他的小狗的小狗的灵感。于是晚上，他引了天上的雷电电击小狗的尸体，使它复活。重生的小狗吓坏了男孩家的邻居们，他们视这只狗为怪物……邻居们追赶狗时将狗和男孩逼进一间小木屋，失手几乎烧死他们。但小狗却将男孩救出，自己死去。邻居和男孩的父母为之感动，决心再次救活它。他们用汽车发动机制造电能，又一次救活了这只狗…… 《科学怪狗》是根据伯顿1984年拍摄的一部同名短片改编的，影片灵感来自玛丽·雪莱的《科学怪人》（Frankenstein），不过相比《科学怪人》，这部影片的结尾要光明的多。早在上世纪80年代，当时还在迪士尼工作的波顿就有了《科学怪狗》的构思，但由于资金限制且波顿当时尚未有长片作品，最终令波顿决定将其拍摄制作成一部短片。事隔多年，已经是名导的波顿对此片念念不忘并最终提上议事日程。

影片背景设置在11世纪的波斯，一位英国人为了学习医术掩盖其天主教徒的身份，加入了伊斯巴罕一所只招收穆斯林和犹太人的医学院。他治随的老师名叫阿维森纳，是历史上著名的犹太科学家、思想家和医生。阿维森纳的著作达200多种，最著名的有《哲学、科学大全》，在当时是高水平的百科全书；另一部巨著是《医典》，直到17世纪西方国家还视为医学经典，至今仍有参考价值。《神医》结合史诗与虚构，展现了在那个被愚昧和迷信统治的世纪里一群人探索真知的无畏精神。