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……
一个发生在江小白身上的故事：一段消失的记忆，一枚随身携带的玻璃球，一封封来自十年前的邮件，一个出现在幻觉里的少女，一个现实中相遇的女孩，记忆碎片拼织在一起……关于十年前的那场意外，一个男孩和两个女孩之间命中注定的缘分，十年后的再次相遇，遗憾、愧疚背后的真相一层层揭开……
