『ペンギン・ハイウェイ』は真面目な小学四年生の少年アオヤマ君と、彼が通う歯科医院の「お姉さん」の関係を描く青春ファンタジー。ある日、街にペンギンが出現したことからその謎を解こうと研究を始めたアオヤマ君が、お姉さんの投げた缶がペンギンに変身するのを目撃し、お姉さんから「この謎を解いてごらん。どうだ、君にはできるか？」と告げられる、というあらすじだ。
監督を務めるのは『フミコの告白』で『第14回文化庁メディア芸術祭』アニメーション部門優秀賞を受賞した29歳の石田祐康。主人公アオヤマ君の声を、ドラマ『バイプレイヤーズ ～もしも名脇役がテレ東朝ドラで無人島生活したら～』のジャスミン役で知られる北香那、ミステリアスなお姉さんの声を蒼井優が演じる。北香那はオーディションで主演声優に選出。声優初挑戦となる。
脚本は『四畳半神話大系』『夜は短し歩けよ乙女』といった森見作品の映像化作品を手掛けるほか、昨年には『第61回岸田國士戯曲賞』を受賞した上田誠、音楽は阿部海太郎が担当。アニメーション制作はスタジオコロリドが手掛ける。
今回の発表とあわせて特報とティザーポスタービジュアルが公開された。特報ではお姉さんがアオヤマ君に「生意気、生意気」と話す様子や、アオヤマ君とペンギンが出会う場面、「この謎を解いてごらん？」と話すお姉さんの姿などが確認できる。
