萌宝战警经历万难终于在第三季结尾得到了“生命能源”后，却在最后一次穿越返家回程中，被世星大帝篡改了时空之门，萌宝战警和铁算盘一同被传送到了距离地球1500光年的虫族霸格星，这是一颗和世星同处泰比星系的星球，被噬星大帝垂涎已久。而铁算盘成功的改进并控制了蚁族的进化系统，这迫使铁算盘和掌握开启虫洞“钥匙”的世星大帝继续合作。
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……
