在晴朗明媚的一天，羊村正舉行防御系統揭幕儀式，這是慢羊羊村長的最新發明，該系統可以抵制上千伏的電壓。灰太狼突然出現攪局并操控天氣控制器，與羊羊特工隊展開殊死搏斗。受傷的喜羊羊偶然結識了熊貓旺財，對方的真實身份是滅絕已久的蛇族后裔。受挫的灰太狼專心升級天氣控制器，卻因忽略家人感受導致設備失控并引發全球性氣候災難。危難時刻，青青草原的居民意外發現蛇族遺留的諾亞神舟。為啟動神舟必須獲得蛇族協助，羊羊特工隊與機械喜羊羊踏上冒險旅程。歷經重重考驗后，雙方達成合作并成功激活諾亞神舟的能量裝置，最終通過蛇族科技與羊村智慧的結合修復了失控的天氣系統。灰太狼在災難中重新認識到家庭的重要性，與紅太狼、小灰灰達成和解。本片為《喜羊羊與灰太狼》系列第五部劇場版動畫，首次采用3D技術制作。