Ciro não tem grandes pretensões em sua vida. Tradutor de russo, raros são os trabalhos que aparecem para que ele pague suas contas, e os poucos que surgem, dificilmente valem a pena. Na falta opção, recorre aos pais para sobreviver. O porteiro de seu prédio, um pintor das horas vagas, com quem fala eventualmente, é o maior amigo que tem. Sua companhia mais recorrente, então, é um cachorro de rua, sem nome, que o seguiu até seu apartamento e vive lá desde então. Assim como o vira-lata, Ciro é um Cão Sem Dono.

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Marcela, uma modelo em início de carreira, recém-chegada do interior e com grandes planos para o futuro, surge na vida de Ciro apenas como um passatempo. Avesso aos relacionamentos, ele procura não se aproximar muito da jovem. A insistência de Marcela, aliada a um acidente que ela sofre, acaba fazendo com que os dois vivam uma relação bem mais íntima do que ele poderia esperar. Quando Ciro, enfim, percebe que seu sentimento pela modelo é mais forte do que ele imaginaria, pode ser tarde demais.

Cão Sem Dono é dirigido pelo paulista Beto Brant e por Renato Ciasca - parceiro de Brant desde os curtas de faculdade. Para as filmagens, a equipe alugou um apartamento em Porto Alegre. O cachorro que aparece não foi treinado, chama-se Churras e foi adotado num canil público. O longa é baseado no livro Até o Dia em que o Cão Morreu, de Daniel Galera. Tainá Muller, namorada do autor, seria assistente de direção no filme, mas acabou se tornando a atriz principal. Com ainda menos experiência, Luiz Carlos Vasconcelos Coelho, que faz o porteiro do prédio, é na verdade pintor. São dele os quadros que aparecem no filme.