사람들의 발길이 닿지 않는 높은 산맥 어딘가, 구름 위로 우뚝 솟아오른 산봉우리에 하얀 우체국이라고 불리는 곳이 있다. 이곳은 우리가 알고 있는 우체국처럼 편지를 배달해 주는 곳이다. 다만 특이한 점이 있다면 하얀 우체국에서 일하는 집배원들이 모두 비둘기라는 점이다.
어느 날, 선우는 신비한 푸른 깃털을 지닌 비둘기를 따라 오래된 편지 하나를 발견하게 되고 루를 따라 하얀 우체국으로 오게 되면서 한바탕 소란이 일어난다. 몽고몽은 누군가와의 오랜 약속을 지키기 위해 그 편지를 배달하기를 원했지만 루는 비둘기들을 끔찍하게 싫어하는 인간들을 위해 배달하는 것을 반대했다. 하지만 결국 루는 할아버지를 위해 선우와 함께 배달을 떠나기로 한다.
선우가 발견한 편지는 아주 오래 된 편지이기 때문에 배달을 하기 위해서는 과거로 가야만 했다. 과거로 돌아가서 그 편지 배달을 담당했던 비둘기를 도와 편지 배달을 성공시켜야 하는 것이다. 몽고몽은 ‘배달되지 못한 편지들의 책’을 통해 그 편지가 어떤 편지인지 확인하려고 했지만 편지지가 너무 오래되어 내용 확인이 거의 불가능했다. 어렴풋이 보이는 보내는 사람과 받는 사람의 이름을 통해 세 개의 편지로 좁혀졌지만 그 중에서 어떤 편지인지는 알 수 없었다. 어쩔 수 없이 선우와 루는 하나씩 배달을 가기로 한다.
선우와 루는 과거로 가서 세 개의 편지를 전부 확인해 보았지만 선우가 발견한 편지는 아니었다. 이후 편지에 남은 작은 단서를 통해 진짜 배달되어야 하는 편지를 알아내긴 하지만 이미 과거에 머물 수 있는 시간은 얼마 남지 않은 상황이었다.
선우와 루는 고민 끝에 위험을 무릅쓰고 다시 한번 배달을 가기로 한다. 하지만 안타깝게도 마지막 배달 도중 과거에 갇히고 만다. 선우와 루는 무사히 편지 배달을 마칠 수 있을까? 그리고 현재로 돌아올 수 있을까?