影片讲述了大头儿子一家在孩子成长的过程中遭遇困惑、不惧艰难、共同面对的故事：围裙妈妈望子成龙，让大头儿子参加神秘人物的“天才改造实验”，大头儿子短时间内发生了神奇的改变，但此时，神秘人物也露出了另一副面目……

在这个故事里，大头儿子和小头爸爸、围裙妈妈组成了一个工薪阶层的家庭，而小头爸爸的表哥大宇和儿子小宇家相对富有。两个家庭都有些小烦恼，所以大头儿子和小宇开始羡慕对方的爸爸，于是在游乐场的许愿机前一起许下愿望，希望新年有个对…

大头儿子尽管聪明懂事，却到底只是个孩子，无法克制内心里爱玩的冲动，耽误了学业，将这一切看在眼里的围裙妈妈十分焦急，不知该如何是好。某日，小头爸爸在偶然之中遇见了一位名叫王博士的神秘人物，王博士发起了名为“一日成才”的行动…

小头爸爸带全家去俄罗斯出差，大头儿子在俄罗斯发现了自己画的白夜城是真实存在的，一家人半路遇到交通事故，被迫夜宿小旅馆，第二天醒来发现身处大头儿子画中的世界——白夜城。他们发现如果不解决白夜城中的危机便无法走出这个世界，一…

小头爸爸带领全家人去俄罗斯出差，大头儿子在俄罗斯发现了自己画的白夜城是真实存在的。一家人半路遇到交通事故，被迫夜宿小旅馆，第二天醒来发现身处大头儿子画中的世界——白夜城。他们发现如果不解决白夜城中的危机便无法走出这个世界…