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……
伊丽莎白·奥尔森,保罗·路德,弗洛伦丝·皮尤,大卫·哈伯,泰莎·汤普森,刘思慕,海莉·斯坦菲尔德,奥卡菲娜,怀亚特·罗素,兰道尔·朴,伊曼·韦拉尼,多米妮克·索恩,托德·威廉姆斯
王秋皓,刘曼,李敏,大鲲,楚越,乔苏,余昌宇
张福正,唐小喜,李兰陵
唐泽宗,高莹梦,黄莹,张鑫磊,张天雄,袁悠然,邱轶凡,陈新玥,孙露,张英,周杭,许子尧,王晶,杜栓,罗文驰,唐钰,李潇,苏倩芸,谈维康,江瑞,张景煌,张新昊,励达
夏侯落枫,徐佳琦,张振
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