《新大头儿子和小头爸 爸》在美术设计、情节把控、视觉效 果、语言节奏等方面均比老版有了全 新的提升，并邀请央视著名主持人董 浩、鞠萍、刘纯燕加盟配音，月亮姐 姐演唱主题歌。在主题诠释方面，新 版不仅延续了老版对亲情观和父子情 的体现，更进一步强化了“绿色、健 康、轻松的动画片”和“陪伴型共同成 长”的理念，向社会、家庭传达了热爱 生活、家庭和谐的强大正能量。
“大Z”吉克（杰夫·布里吉斯 Jeff Bridges 配音）是企鹅世界最知名的冲浪选手，他有着光辉成绩，又在十年前消失在一次比赛里，因此成为传奇，他的故事激励了一代又一代小企鹅继承冲浪事业，科迪（希亚·拉博夫 Shia LaBeouf 配音）就是其中最痴迷的一个，他从小就立志走出小镇，也的确凭自己的努力和天赋，得到经纪人长腿鸟（马里奥·坎东尼 Mario Cantone 配音）和矮熊老板（詹姆斯·伍兹 James Woods 配音）的支持，带他进入世界级冲浪比赛赛场——夏威夷岛。在那里，科迪遇见了一个蔑视“大Z”的傲慢选手“坦克”（狄尔里奇·巴德 Diedrich Bader 配音），为维护偶像向他提出挑战，还遇到美丽的救生企鹅兰妮（佐伊·丹斯切尔 Zooey Deschanel 配音），梦想和爱情，一起摆在年轻科迪的面前……
次郎是光明寺博士为了替代死去的儿子一郎而倾尽心血的产物，但是作为一个有自主意识的人造人，次郎的思维装置——良心回路在完成的时候出了问题。人类害怕次郎，因为次郎可以不断学习，最后超越人类；而机器人也讨厌次郎，因为拥有良心回路的机器人更加接近人类。并且，有良心回路的机器人是可以拒绝命令的，这更是让次郎被人类和机器人两边都排斥的原因。 在于基路教授战斗中，次郎一边通过战斗学习促使良心回路成长，一边寻找光明寺博士的下落。这时，自称次郎的弟弟的人造人三郎为了确认自己存在的意义而向次郎发起了挑战，而让次郎无法还手的利用就是，冷酷的基路教授把光明寺博士的脑放在了三郎体内！！
还记得那个草裙娃娃吗？它惹了大祸，把哀木涕扔到了时光之穴，还夺走了他的记忆！时光守护者赛菲尔发现这件事与一场将要降临艾泽拉斯的大灾难有关，于是把哀木涕救了回来，并且让他承担拯救世界的责任。恢复记忆的哀木涕对自己的斑斑劣迹也后悔不已，决定洗心革面，做一个真正的战士。浪子回头金不换，努力的他终于唤回了一度离去的伙伴。但是，作为敌人的联盟会如何看待他的蜕变？赛菲尔所说的大灾难又究竟是什么呢……
