喜羊羊、灰太狼与一众小羊组成的守护者队进入篮球顶级赛事决赛，但却意外地败北，团队分崩离析。

1966年，祸国殃民的十年动乱在林彪集团和四人帮的操纵下拉开沉重的帷幕。刘少奇、彭德怀、贺龙等为新中国建立立下汗马功劳的开国元勋相继遭到冲击，而曾经战火中建立起来的革命友情也在变态的运动中扭曲变质。胡子元帅贺龙遭到司令员马玉德的迫害，马以“贺龙专案组”副组长的身份罗织罪名，陷害忠良。其儿子马洪湖童年时十分钦佩贺龙元帅，如今也在革命浪潮中是非不分，加入了批斗元帅的行列中。洪湖的未婚妻吴桐花是烈士后代，她毫不怀疑元帅的为人，想尽各种办法营救贺龙。而政治立场的不同也造成桐花和马家的决裂。

在经典的童话故事里，如梦如幻、色彩斑斓的天马之城，英俊的飞马王子（郑恺 配音）即将迎娶美丽的蓝马公主（白百合 配音），谁知婚礼现场却被抢婚的小矮马（刘红韵 配音）所破坏。飞马王子在追逐小矮马的时候遭遇意外，坠落到了青青草原。与此同时，草原上这个经典童话的结局也发生了改变。为了让痛哭流涕的大人们重新振作起来，也为了帮助飞马王子找回真爱，喜羊羊、美羊羊、懒洋洋、暖洋洋、沸羊羊以及小灰灰拿到了村长发明的飞行套装。在那个皓月当空的美丽夜晚，他们与王子一同飞上天空。在此之后，灰太狼和红太狼也紧随其后出发。　　悲哀的童话能否找回快乐的结局？新一年的旅程，这些好朋友们又将经历怎样的冒险？

　　又是一年春节临近，灰太狼（张琳 配音）的心中却感受不到半点喜悦。反倒是无比悲凉，老婆红太狼（赵娜 配音）身怀六甲，小灰灰（梁颖 配音）日渐长大，嗷嗷待哺。偏偏灰太狼逮羊的业绩太差，狼堡因此遭到强拆。种种变故，让这个四口之家的顶梁柱叫苦不迭。为了扭转局势，灰太狼带领老婆孩子向羊村开始了绝地大反攻。与此同时，青青草原迎来了不速之客——来自月球的兔小弟。从他的口中，羊羊们得知原本为五彩斑斓的糖果所包围的月球被邪恶的苦瓜大王所占领，而喜羊羊（祖丽晴 配音）更知晓了关于父母的一切。为了找回美丽的糖果世界，羊羊们随着兔小弟飞赴月球，而灰太狼一家也阴差阳错被带了过去。一场全新的冒险就此展开…… 　　本片为动画片《喜羊羊与灰太狼》第三部电影剧场版。

　　在阳光明媚的日子里，灰太狼突然闯入羊村，虽然他被小羊羊们击退，却把村长的变身魔毯打劫回去。表现英勇的喜羊羊受到伙伴们的称赞，而懒羊羊对此反而有些愤愤不平。为了证明自己的实力，他将慢羊羊的时空照相机错认为手枪，将其偷走后闯入狼堡。得知消息的喜羊羊匆匆赶去营救，结果在混乱之中被卷入时空乱流回到了远古时代，灰太狼和懒羊羊更被魔毯互换了身体。灰太狼无意中被原始羊的千金相为驸马，懒羊羊则成为几只笨狼的首领。 　　可怕的是有一条能把任何生物变成石头的恶龙肆虐，为了保卫原始时代的朋友们，喜羊羊他们携手挑战恶龙，懒羊羊更成为了足以改变历史的英雄人物……

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……