墨白身为修仙门派天机门的大弟子，天赋异禀却不好好修仙，一心只想吃遍天下美食。因缘际会中，墨白与妖怪厨师小黑、师妹星红，三人一起组成美食小队，遍历天下寻找异兽美食，却在这旅途中，无意间发现了当年人妖动乱的秘密……
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……
