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……
故事发生在2017年，利用仿生技术改造的武装力量“尖兵”早已经渗透了国家安全网的方方面面，琉璃（山新 配音）身为第三代尖兵，因为身体的超负荷运作，只剩下一年的时间了。在此之际，琉璃接到了一个特殊的任务，保护一位名叫孙浩轩的男子（叮当 配音）。 孙浩轩是电子器械方面的天才，并且有着异于常人的自愈能力，暗示了他所拥有的特殊身份。孙浩轩喜欢着学姐白桦（洛如妃 配音），然而白桦的真实身份却是第五代尖兵，她受怀特博士的指使，为了某种使命接近孙浩轩。琉璃和孙浩轩的相遇彻底改变了两人的命运，亦改变了这个世界的未来，在此过程中，冷漠内向的琉璃渐渐爱上了正直善良的孙浩轩，并最终用这份爱拯救了身陷险境的孙浩轩。
