《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……
丰川姬乃（田中美海 配音）的母亲在她很小的时候就去世了，这么多年来，她一直和父亲过着相依为命的日子。这一天，姬乃跟随着父亲搬家来到了母亲的故乡岐阜县多治见市，不仅如此，姬乃还即将进入母亲曾经就读过的学校念书，这让姬乃感到非常的兴奋。 在同班同学梨三华（芹泽优 配音）的邀请之下，姬乃来到了陶艺社中，在这里，她第一次得知，原来母亲生前是一名非常优秀的陶艺家。就这样，姬乃一头扎入了陶土和火焰的世界之中，出生于陶艺世家，被自己的身份所困扰着的青木十子（本泉莉奈 配音）、个性活泼开朗，对姬乃充满了好奇心的成濑直子（若井友希 配音），在这里，姬乃结识了许多志同道合的朋友。
筱原绘里香（伊藤加奈惠 配音）表面看来清纯可爱，实际上却是个为了满足爆棚的虚荣心而不惜撒谎的“狼少女”。为了令好友相信自己有一个并不存在的超英俊级男友，绘里香竟然跑到大街上进行“盗摄”，而她所拍下照片中的男子佐田恭也（樱井孝宏 配音），其真实身份居然是绘里香的校友，事已至此，绘里香的好运气似乎所剩不多。 为了不让自己的谎言曝光，绘里香只能去请求佐田，希望他能够假扮她的男友，让绘里香没有想到的是，表面上严肃正经的佐田，实际上是一个腹黑的“抖S”，而巧合的是，绘里香的内心里亦埋藏着“抖M”的特质，一对表里不一的男女一拍即合，上演了一出出荒诞但又充满了甜蜜的爱情喜剧。
