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……
演员：基努·里维斯 奥卡菲娜 克兰西·布朗 汤姆·肯尼 比尔·法格巴克 罗里·艾伦 劳伦斯先生 玛丽·乔·卡特利特 罗德格尔·邦帕斯 吉尔·塔利 卡罗琳·劳伦斯 维罗妮卡·阿利奇诺
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演员：浅沼晋太郎 花泽香菜 生天目仁美 田村由香里 井上麻里奈 能登麻美子 野中蓝 平川大辅 高木礼子 志村由美 黑河奈美 白石凉子 滨田贤二 水树奈奈 小清水亚美 喜多村英梨 泽城美雪 藤田咲 中原麻衣
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