美丽的绿色草原阳光明媚，风和日丽。那是杨村的百年庆典，但是慢杨洋的村长倒了。摔倒的是慢羊羊——一只大蜗牛。经过检查，村长的慢羊羊没事，而蜗牛看起来像是治病受了重伤。经过慢羊羊村长的诊断，这只蜗牛得了和百年前一样的病——瘟疫。一百年前，年幼年幼的慢羊羊，和他的祖先阮勉一起，也为蜗牛治过这种病，但是阮勉再也没有回来。...
慢羊羊村长准备用和软上次一样的方法——进入蜗牛进行治疗。因为上次进去的软存在没有回来，比较危险，所以慢羊羊村长决定一个人去。然而，好动又担心村长年老的孩子们却坐不住了。他们用微型药水进入蜗牛的身体，而慢羊羊则喝加速药水，只留下班长暖羊羊照顾村长。
就在这时，狼堡的主人大狼王为了满足妻子洪太郎和不满一岁的儿子小灰的要求，进入羊村赶羊。他看到喜羊羊和其他小羊跳进蜗牛里，也跟着进去了(之前电视动画片解释大灰狼发明升级了更大的药丸和更小的药丸)。大灰狼拼命在蜗牛体内挖陷阱抓小羊，但陷阱不幸卡住了白牛国的一名士兵。原来白牛国在和黑牛国打仗。被卡话的战士叫冬冬强，但他是个逃兵。冬冬强刚被喜羊羊、干羊等人救出，就被白牛州知府带走了。灰太狼正在挖的另一个陷阱刚好卡在黑牛国的国王身上，于是被黑牛国逮捕了。
由于战事激烈，喜羊羊和灰太狼被加入到战争双方的队伍中，作为外军加入战争。灰太狼因其发明和制造技术深受黑牛国国王赏识，为黑牛国制造了一系列山寨坦克。而喜羊羊用缩小剂打败了灰太狼的放大丸放大的模型坦克，也赢得了白牛国(阿牛配音)的青睐。
冬冬强是个可怜的孤儿。除了眼睛右边的黑圈，他和其他白牛没什么区别，但就是这个黑圈，让他被其他牛叫作王八蛋。原来，冬冬强的妈妈是黑牛乡村军医。她在战后出任务的时候救了冬冬强父亲一命，然后冬冬强父亲救了他一命。这两种细菌跨越种族、朋友或敌人以及肤色而坠入爱河。但他们的爱情对于两个有世仇的国家来说，是绝对不能容忍的。于是他们跑向深山。但黑人和白人国家没有放弃，联合攻击他们的住所。因为袭击，岩石崩塌，两个可怜的恋人被埋。冬冬强被白牛果收留，因为他是白人。
这时，大灰狼为黑牛国发明了山寨飞机。机群攻击了白牛国，喜羊羊却在外面叫暖羊羊，打了一身喷嚏。这时候黑牛国败的如山倒，白牛国趁机进攻。我也不想，但是后方的线报显示，白牛王国的首都被黄牛王国攻占了。灰太狼趁机投靠了黄牛王国，并帮助黄牛王国的君主发明了一个控制器来控制其他细菌。这时喜羊羊才意识到，黄牛菌是蜗牛感染鼠疫的罪魁祸首。于是他们准备进入黄牛党国家的首都，消灭控制者，解救蜗牛。
喜羊羊、沸羊羊、美洲山羊、懒羊羊、东东强乘坐植物制成的滑翔机进入黄牛国领空，却遭到黄牛国防空炮火的袭击。所有滑翔机都被击落，但有五人安全着陆。来围捕敌方飞行员的牛国跳菌，居然在东东强叫王者。喜羊羊也跟着玩，一路假扮“国王”来到宫殿核心区，却撞见了另一个长得和东东强一模一样的细菌，不过他的黑眼圈在左边。
这时，洪太郎见丈夫久久未归，便带着小灰赶到杨村寻找大灰狼。当他从慢羊羊口中得知大灰狼已经进入蜗牛体内，情况危险时，他坚持要进入蜗牛体内营救大灰狼。虽然慢羊羊拒绝了，但是，不讲理的小灰抓起水枪减药水，对着慢羊羊和妈妈喷了一会儿，又喷了自己。就这样，三人进入了蜗牛。
灰太狼因为失去了利用价值，被牛王国的庞加甲国王吞并了。假扮国王和喜羊羊被真正的国王彭佳佳逮捕并投入监狱。刚进来的慢羊羊洪太郎也被放在了同一个地方。这时，他们居然在监狱里找到了一百年前进入蜗牛体内的柔软。软软道出了这一切的缘由:原来百年前的那场瘟疫也是牛菌引起的。不过，黄牛菌虽然脾气暴躁，容易失控，但天性乖巧活泼。于是阮勉每天给他们吃糖一样的镇静剂，不让他们失控。然而，作为柔战孤儿的彭佳佳，内心充满仇恨，厌世，所以对柔的日常说教产生了叛逆。于是彭佳佳把阮勉关了起来，用黄牛菌做他的战士，进一步挑拨本已恶化的黑白关系，加以利用，进而达到统治蜗牛内心世界的目的。
就在这时，彭佳佳意外发现东东强是他失散已久的双胞胎哥哥。冬冬强用这个把庞家嘉灌醉，赶过去的时候放羊逃跑，被庞家嘉发现了。喜羊羊本打算用缩小药水对付庞加嘉，结果发现他们带来的都是慢羊羊的速度升级药水。喜羊羊把这些能让人拉肚子的药水放进彭佳佳嘴里的时候被吞了。后来，他和大灰狼被心烦意乱的彭佳佳拖进了厕所。
这时，灰太狼原本打算留作后路的爆炸装置被他们意外激活，炸掉了控制器。流动的液体充满了整个控制室，慢羊羊软了，沸羊羊懒了，美羊羊和洪太郎都逃出了控制室。而彭佳佳却把他的哥哥冬冬强、喜羊羊、灰太狼关在控制室里，为他疯狂计划的失败陪葬。喜羊羊趁着灰太狼平时被锅射的机会打开了控制室的天窗。冬冬强拼命救弟弟，灰却掉进液体里差点淹死。初为人父的灰太狼不肯离开儿子，却不想平时的死敌喜羊羊来救灰，于是灰太狼父子也被成功解救。可惜喜羊羊因为天花板掉了，被永远卡在了控制室。
说服大军牛菌和睦相处，除了喜羊羊，大家顺利回归外界，杨村开始举办百年庆典，但是没有喜羊羊，大家都不开心。这时，新打扮的灰太狼夫妇也带着心爱的儿子前来参加杨村百年庆典。两人因为喜羊羊救孩子的善举，答应以后不再吃羊送礼物。
高兴地打开礼物的羊被毒气熏倒了。灰太狼夫妇大获全胜，带领羊群大获全胜。突然洪太郎像个疯子一样用煎锅打了灰太狼的头。而那个熟悉的声音又回到了大家身边:“灰太狼，这是你发明的控制器。”喜羊羊在用控制器控制红太郎打灰太狼。原来喜羊羊又一次被蜗牛排泄，通过捡拾灰太狼的放大丸成功脱险！然后喜羊羊原谅了灰太狼一家的行为，用大炮把他们射向天空。当然，最后灰太狼说，该死的喜羊羊，我一定会回来的！