Dr. Slump handelt von den Erlebnissen des ziemlich überdrehten, aber genialen Erfinders Senbei Norimaki (übersetzt etwa "mit Algen umwickelter Reiskeks") und seiner wohl gelungensten Schöpfung, dem Robotermädchen Arale Norimaki (übersetzt "kleiner Reiskeks"), welches mit enormen Kräften ausgestattet ist (und an Kurzsichtigkeit leidet).

Da Senbeis Ziel war, einen perfekten Androiden zu schaffen, weiß kein anderer in dem Dorf Pinguinhausen von Arales wahrer Natur, obwohl sie dazu neigt, öfters mal ihren Kopf abzunehmen. Arales größtes Hobby ist übrigens, Hundehäufchen zu finden, diese mit einem Stöckchen zu pieken und dann die Kacke zur Polizei zu bringen, wie man es halt mit offensichtlich verlorenen Sachen tun soll. Natürlich verursacht ihr überschwenglicher Eifer umfangreiche Zerstörungen am Polizeiinventar. Außerdem liebt sie Monsterfilme. Arale geht natürlich auch zur Schule und schließt bald Freundschaft mit der wilden Akane Kimidori, dem Rabauken Taro Soramame und dessen kleinen Bruder Pisuke. Akane überredet die etwas naive Arale immer zu irgendwelchen Dummheiten, welche sie selbst am Ende wieder auszubaden hat.

Viel auszubaden hat auch Senbei, der noch nie eine Frau nackt gesehen hat (selbst in seinen Pornos sind immer Zensurbalken, was ja durchaus der japanischen Realität entspricht) und seinen Erfindungsreichtum immer wieder dazu einsetzt, zumindest das Höschen hübscher Frauen zu Gesicht zu bekommen. Sein liebstes Opfer ist dabei Arales Klassenlehrerin Frau Yamabuki, in die er heimlich verliebt ist.

Ansonsten erfindet er andere Dinge, die seinen Alltag erleichtern sollen oder zu seiner Abwechslung dienen, was dank Arale meistens gründlich in die Hosen geht. Definitiv funktioniert aber eine Zeitmaschine, welche Senbei, Arale und ihre Freunde ausprobieren. Von ihrem Ausflug in die Steinzeit bringen sie ein Ei mit, aus dem ein kleines engelartiges Kind schlüpft. Arale nennt es Gatchan (aus diversen Monsternamen abgeleitet), und von einem Monster hat es auch etwas: Gatchan futtert einfach alles! Und Senbei? Der stellt verzweifelt fest: "Noch nie hatte ich was mit einer Frau! Noch nie! Und trotzdem krieg ich ein Kind nach dem anderen!"