灰太狼受神秘人袭击后被抓走，小羊们根据蛛丝马迹将他寻回，却发现灰太狼眼神变得空洞呆滞，疑似大脑受到损伤。为解救同伴，喜羊羊带着伙伴们借助灰太狼发明的“脑波机”进入到灰太狼的大脑世界，他们在脑海里一个个光怪陆离的区域中历险，同时也认识到很多新的朋友，帮助他们探求真相找寻让灰太狼恢复正常的方法。大家历尽艰险眼看真相快要浮出水面了，不料灰太狼突然陷入昏迷，更大的危机正步步逼近……
本片主角伍六七原本在小鸡鸟上生活得无忧无虑,但因为失忆所以其身份成迷。随看外来者登入小岛认出了伍六七,各种阴谋也开始笼罩小鸡岛。于是伍六为了保护伙伴和他们的家园,决定回到玄武国迎接自己的宿命。
