红太狼怀孕了，可灰太狼又因没有抓到羊而被声讨，灰太狼不甘失败，打算重新再来，这时，巨型的“糖果飞船”降落在大草原上，带着魔法帽的兔小弟小乐从里面走了出来，小乐看到喜羊羊后当即认定他就是月球的救世主，还说出了喜羊羊父母当年的秘密。为了拯救月球，喜羊羊带着羊羊战队登上了的飞船，而灰太狼一家也被阴差阳错地带上了飞船

来到月球后，喜羊羊拆穿了苦瓜大王的阴谋，大家才没有被一网打尽，但仍然被瓜兵冲得四散，灰太狼一家不幸被擒，灰太郎为了妻儿，只能当起了苦瓜大王的眼线。另一边，喜羊羊与小乐中找到了喜羊羊父母留下的实验室，小乐开启月球甜甜树未果，却意外把灰太狼带到了实验室，灰太狼最后决定与喜羊羊联手对付苦瓜大王。月食之日到来，苦瓜大王想要发动最后一击，却意外发现灰太狼的眼泪是天下最苦的东西，于是他想尽办法让灰太狼流泪，导致月球的苦度越来越高，所幸喜羊羊找到了启动甜甜树的钥匙，最终将苦瓜大王打败，宇宙再次充满和平。