《喜羊羊与灰太狼之心世界奇遇》讲述了灰太狼遭神秘人袭击并被带走后，喜羊羊和伙伴们循着蛛丝马迹将他找回，却发现他目光空洞、神情呆滞，似乎大脑受到了损伤。为了帮助同伴恢复正常，喜羊羊带领伙伴们启动灰太狼发明的“脑波机”，进入他的脑海世界。他们穿梭于一个个奇异莫测的区域，经历接连不断的冒险，也结识了许多新朋友，并在共同探寻真相的过程中寻找让灰太狼苏醒的方法。就在大家历经艰险、即将揭开真相之际，灰太狼却突然陷入昏迷，而一场更大的危机也正在悄然逼近。
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