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光头强（谭笑 配音）和爸爸（孟雨田 配音）之间的关系一向不算太好，两人分居两地，很少有联系。这一天，光头强的爸爸突然来到狗熊岭探望自己的儿子，虽然爸爸对待光头强照顾的十分周到，但三观不合的两人之间还是很快就发生了冲突。
在父子两人又一次爆发激烈的争吵时，光头强和熊大（张伟 配音）、熊二（张秉君 配音）意外的被“缩小机”给变小了，并不知道事件真相的光头强爸爸以为儿子失踪了非常的伤心，遂选择了离开。他并不知道的是，自己在无意之中带走了缩小机。就这样，为了恢复原本的尺寸，光头强带着两头熊开始了寻父之旅，被缩小后的三人需要面对的，是平常万万想象不到的困难和麻烦。