在《纳米核心》的里世界中，各位主角配角以及龙套们，都要在“纳米学院”中学习生活。大家在这个世界不那么认真地上课、考试、过着奇奇怪怪的校园日常，并不正经地保护着这个世界，以及不停地用各自的方式向大家“表示友好”。
喜羊羊与灰太狼意外被带到了未来世界，为了回到自己的时空，二人与未来的小羊们收集分散的象星石碎片。但过程中，一神秘反派也派遣厉害的手下来抢夺碎片，于是双方势力开展了精彩纷呈的碎片争夺战。
在本季《超级飞侠12》中，超级飞侠依然会接收来自世界各地小朋友的电话，为小朋友定制他们需要的特别的东西，并将东西送到他们手上。当小朋友们遇到困难，乐迪会请求总部的帮助，超级飞侠将带来拥有各种属性的愿望能量球，和小朋友们一起摇身一变成为酷炫的愿望守护者，陪同小朋友一起解决问题。 而上一季新登场的三位超级飞侠新成员：恐龙飞机超级飞侠大壮、速食卡车超级飞侠糯糯、高速火车超级飞侠咚咚，也会在这一季中展示他们的过人之处。而当困难升级，超级基地也会变成超级机器人，跟超级飞侠一起陪小朋友们度过难关。
王胜于现代世界醒来，曾与之相伴的人依稀仍在左右，这究竟是一场梦，还是另一场天大的阴谋？
灰太狼受神秘人袭击后被抓走，小羊们根据蛛丝马迹将他寻回，却发现灰太狼眼神变得空洞呆滞，疑似大脑受到损伤。为解救同伴，喜羊羊带着伙伴们借助灰太狼发明的“脑波机”进入到灰太狼的大脑世界，他们在脑海里一个个光怪陆离的区域中历险，同时也认识到很多新的朋友，帮助他们探求真相找寻让灰太狼恢复正常的方法。大家历尽艰险眼看真相快要浮出水面了，不料灰太狼突然陷入昏迷，更大的危机正步步逼近……
