影片以俄罗斯为背景展开，新增不少具有俄罗斯风情的人物，遭遇中年危机的小头爸爸如何平衡“事业”与“家庭”之间的关系，成为故事的焦点。

备受大家喜爱的动画明星“大头儿子”将以全新的形式走近观众，真人版的“全家欢”来袭。

小头爸爸为了锻炼大头儿子的“劳动实践”能力，决定带着大头儿子去山村过新年！山村的年味可谓十足，可为了一顿年夜饭也需下足功夫，拣鸡蛋，吹火灶……这些城市不曾接触的劳动可是给大头儿子增添了不少麻烦。他的欣然前往是否会一帆风顺呢？他能够适应那里的自然生活吗？他能学会和动物打交道吗？他又将怎样挣脱“城市小王子”的柔弱形象、改掉城里孩子常有的娇生惯养坏习惯呢？

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大头儿子、小头爸爸、围裙妈妈这样一个三口之家中发生的诸多微小而有趣的故事。

小头爸爸支持大头儿子收养流浪狗兜兜，这让孩子纯粹的爱心得以保护，陪大头儿子一起照顾小狗，也让大头儿子明白爱心不能是心血来潮，需要更多的责任感和耐心，同时也在后续的一连串事件中，让大头儿子进一步懂得了真诚与信任。诸如此类，让孩子在实践中获得经验，一步一步谆谆善诱，亲自陪伴并适当引导，让孩子在更健康和快乐的环境中成长，才是最正确的示范。

为满足大头儿子的愿望，小头爸爸编写的人工AI程序产生了bug，儿子被程序中的“完美爸爸”绑架到了虚拟世界，最终父子二人携手一起打败了AI爸爸，回到了现实世界中来……

猴年春节前夕，小头爸爸忙绿工作忽视了对大头儿子的关心，又加上一次失误让大头儿子失去了心爱的礼物。父子二人因此产生隔阂，小头爸爸苦思冥想，决定扮演儿子心爱的机器人，迂回和解父子关系。在机器人的外壳下，小头爸爸仿佛激发了自己的超能量，做到了一些自己往日不曾做到的事情，俨然成了孩子们心中英雄。在两个人不断磨合的情况下，大头儿子越来越依恋“机器人”，大头儿子也因为机器人，体会到了小头爸爸对他的呵护。 一次意外事件，让大头儿子偶然发现小头爸爸很久之前画的一份设计稿。这是小头爸爸呕心沥血之作，当年却因为大头的出生，而错过了设计大赛。大头儿子和机器人帮助小头爸爸圆了曾经的梦想，夺得了设计大奖。机器人露出本来面目，父子之间的隔阂烟消云散。猴年新春到了，在一片喜庆的爆竹声中，大头儿子和小头爸爸，一起笑语欢歌，享受着一年来最幸福的一刻。

大头儿子是个活泼可爱的小孩，小头爸爸和围裙妈妈给予孩子全身心的爱护，这个和谐的家庭是中国现代家庭教育典型的缩影。

《新大头儿子和小头爸爸》是一部系列性的动画片，它由许多微小而有趣的故事组成，是一部很适合孩子观看的动画片。