Händelsen inträffade på E4 strax norr om Bureå klockan 13.43. Bilen som körde på hunden körde norrut.
En polispatrull har åkt till platsen.
Den som larmade polisen har uppgett att den påkörda hunden var en mindre hundras, typ Jack Russell.
Uppdatering, 19.45:
Hundägaren har varit i kontakt med polisen.
– Han hade inte märkt något fel på hunden. Den blev kanske rädd och sprang in i skogen, säger Västerbottenspolisens vakthavande befäl Tommy Nilsson och fortsätter:
– Den som ringde in trodde att hunden hade blivit påkörd av bilen bakom. Men det kan ha varit en knuff eller att den sprang in i sidan på bilen.
Finns det någon misstanke om brott kring den här händelsen?
– Nej, inte alls.