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为所有植物提供能量的世界之树濒临枯萎，小羊们微缩后驾驶着嘻哈小火车踏上拯救大树之旅。旅途上，一滴雨水、一块落叶对缩小后的小羊们都是巨大的阻碍，除此之外，还要抵御不断前来骚扰的灰太狼。但他们不畏艰险，凭着机智与勇气，屡次化险为夷，并结识了一众昆虫好朋友，最终成功完成了任务，让世界之树再次焕发新生。
大树世界即将枯萎，众羊临危受命，缩小后来到大树世界运送拥有无限活力的能量种子。众羊在大树世界中开展旅程，却遇到为了永葆青春前来夺取能量种子的灰太狼夫妇。幸好众羊及时召唤出嘻哈火车，驾驶着火车躲过了灰太狼的追捕。
沸羊羊和美羊羊不喜欢慢羊羊安排给他们的专属小火车，两人偷偷交换驾驶，却无意中导致了其他小伙伴被抓。眼看灰太狼要去抓慢羊羊，沸羊羊和美羊羊终于认识到了自己的错误，驾驶自己的火车，击败灰太狼救出了大家。
小羊结交了新朋友蛛正义，蛛正义协助小羊护送种子，却是越帮越忙。无奈的小羊本想支开他，蛛正义发现后十分生气。小羊内疚想找他道歉，但蛛正义已经受到灰太狼的教唆准备队小羊下手，小羊们不得已只能打败蛛正义。
懒惰的懒羊羊打算把能量种子快递到大树之颠，他碰巧遇到了快递新手小蚂哥。能量种子在运输的途中被小蚂哥弄丢，最后阴差阳错落入灰太狼手中。懒羊羊和小蚂哥只能冒险去取回种子，他们真的能够合力打败灰太狼吗？
为了获得锦旗，沸羊羊踏上寻找蜜蜂公主之旅。一路上，沸羊羊与伪装成小虫子的蜜蜂公主虽然针锋相对，但彼此之间却渐渐萌生了友情。当沸羊羊营救被灰太狼抓住的小虫子时，终于得知小虫子的真实身份就是蜜蜂公主。
喜羊羊被贪吃的吃糖蚜虫撞出了窗外，而灰太狼和蛛正义刚好跑来抓小羊，少了喜羊羊能量种子无法解锁。灰太狼和喜羊羊被蜜糖黏在了一起，吃糖蚜虫看到两人后飞扑了过去，危急关头喜羊羊救了灰太狼，但灰太狼却恩将仇报抓住了喜羊羊。
慢羊羊分配给沸羊羊的嘻哈火车是修补类型的，沸羊羊很是不满，认为自己只能干后勤，于是负气出走。恰逢蚂蚁们被灰太狼攻击，属于蚂蚁后勤队的工蚁们爆发出了巨大的能量，沸羊羊大受感触，最后用自己的后勤车打败了灰太狼。
美羊羊做事犹豫不决，却被慢羊羊钦点做决策者，这让美羊羊烦恼不已，压力太大连续犯了几个错误，信心跌入谷底。偏偏在这时，灰太狼来捉羊了，美羊羊陷入了危险中。最后，美羊羊潜能爆发，果断带领大家逃离危险，改掉了犹豫不决的坏习惯。但此时，嘻哈火车遇到了断崖，美羊羊为了不拖累大家毅然决定牺牲自己，幸好慢羊羊在火车上加装了降落伞，美羊羊才平安降落。
灰太狼得了高原眩晕症，传闻这种病必须要能量种子才能救治。小羊们为是否救治灰太狼产生了分歧，灰太狼对家人的爱感动了小羊，大家愿意救灰太狼，但大家还没来得及施救灰太狼居然自己醒了过来，原来这种病只要休息足够就会痊愈。
暴雨要来临了，昆虫们纷纷找地方避雨，小羊也不例外。然而，他们连续找了几个地方避雨，均宣告失败，无奈之下来到了灰太狼建造的庇护所。灰太狼趁机捉小羊，这时大雨来袭，众人陷入危险。最后狼羊合作，共同渡过了难关。
爱干净的美羊羊不想自己的火车遭到任何污损，却偏偏要途经被灰太狼破坏后的、充满泥泞和荆棘的废墟。在废墟中美羊羊爱车如命的性格不但让众羊不满，还让众羊被灰太狼抓住。最后，美羊羊克服自己的弱点，打败灰太狼，救出众羊。
懒羊羊做事总是逃避责任，没有担当。小羊们这次中了昏睡果，危在旦夕，懒羊羊居然也想逃避责任。但身边的小羊为了大家一个个倒下，而且还被灰太狼抓住，最后时刻，懒羊羊突破自己，决定勇于担当，终于用智慧和勇气救出了大家。
小羊因为晕车而无法前行，只有美羊羊没事。为了救大家，美羊羊去寻找解药，却在途中遇到了灰太狼。美羊羊正要逃跑，灰太狼却求她留下，原来小灰灰也患上晕车症了。最后，美羊羊和灰太狼历尽艰辛，总算拿回解药救了大家。
灰太狼屡次抓小羊不成，反而遭殃，他便把这一切归咎于寡不敌众，于是千方百计成为了快递公司的总经理。不过，总经理并不是这么好做的，灰太狼用尽办法终于赢得蚂蚁们的信任，要去抓小羊时，蚁后却回来了，灰太狼的诡计彻底落空。
最近灰太狼做了件让儿子伤心的事情:他答应小灰灰去救被蛛正义抓住的美羊羊，却因害怕蛛正义而没能成功，碍着面子灰太狼对小灰灰撒了谎。然而这件事最终还是被小灰灰知道了，为了挽回爸爸的名誉，小灰灰单枪匹马前去救羊。灰太狼得知后闯去救儿子，却发现小灰灰和美羊羊正在和蛛正义一起玩耍。后来，灰太狼答应儿子再也不说谎了。
一年只盛开一次的五月花即将开花，作为通向大树之巅的必经之路，小羊必须在花谢前赶过去。然而，好心的暖羊羊却不忍心拒绝昆虫们搭便车的要求，频频停车载客，导致大家不能如期赶路，当到达时，五月花已经枯萎了。好心有好报，昆虫们在小羊遇到困难的时候伸出了援手，帮助他们通过了峡谷。
灰太狼和家人在酒店里享受，受红太狼启发，灰太狼想到了扮服务生拿能量种子的妙计。小羊们果然中计住进了酒店。灰太狼用各种方式拿种子，却总是无法得逞。最后终于拿到了种子，却被找来报复的服务员打乱，计划又一次失败。
懒羊羊因为被食物吸引而不小心落下了能量种子，他为此非常自责。灰太狼抓住落单的懒羊羊，并用懒羊羊来要挟小羊们交出能量种子。最后关头，懒羊羊鼓起勇气，不但打跑了灰太狼，更找回丢失的能量种子。
喜羊羊因为违反交通规则被蜗捕快抓住，并被关进蜗壳里教育。喜羊羊想逃出蜗壳时，蜗壳却一直吸在他的背上，这导致喜羊羊没法进车厢，无法和大家一起前进。小羊们被灰太狼攻击，关键时刻，喜羊羊利用神奇的蜗壳打败了灰太狼。后来喜羊羊认识到了自己的错误，蜗壳竟然自己脱落了，喜羊羊高兴地告别了蜗捕快。
嘻哈火车赶路时意外撞穿了水坝，造成大瀑布。为了弥补错误，小羊们去借蜂蜜，但却被灰太狼从中作梗，与蜜蜂交恶。小羊们只能先填补破洞，但在缺少材料的情况下水坝再次崩裂。与小羊们澄清误会的蜜蜂及时飞来，与小羊们一起将水坝修好。
