《新大头儿子和小头爸 爸》在美术设计、情节把控、视觉效 果、语言节奏等方面均比老版有了全 新的提升，并邀请央视著名主持人董 浩、鞠萍、刘纯燕加盟配音，月亮姐 姐演唱主题歌。在主题诠释方面，新 版不仅延续了老版对亲情观和父子情 的体现，更进一步强化了“绿色、健 康、轻松的动画片”和“陪伴型共同成 长”的理念，向社会、家庭传达了热爱 生活、家庭和谐的强大正能量。
西宫硝子（早见沙织 饰）生来患有听觉障碍，要依靠助听器和外界交流，口语发音也因此格外的古怪。小学时，硝子转入了一所新的学校，特殊的生理缺陷让她成为了班上引人注目的独特存在，她因此收获了坚实的友情，却也遭到了以男生石田将也（入野自由 配音）为首的小团体的孤立和排挤。随着时 间的推移，无心或有意的恶作剧渐渐升级，最终演变成为了无法挽回的伤害，硝子永远的消失在了众人的眼前。
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在奥克兰，三个孩子遭遇了奇异的彩虹，通过彩虹的能量波动穿越到了中国。因为他们的莽撞之举，造成了这个世界的能量失衡。在中国获得帮助的他们，最终克服了重重障碍让这个世界恢复了原有的模样，同时也获得了成长与友谊。
父亲远在澳大利亚工作，安吉拉下定决心要实现她发自内心的愿望：让家人在圣诞节团聚。
三年前的8月31日，“侵略者”巨大的母舰突如其来地降临在东京，眼看这个世界即将迎来末日。自此之后，绝望渐渐地融入了日常生活；大大的飞碟盘旋于空中，今天也依然不变地持续环绕着世界。而在还没有来到世界末日的此刻，小山门出、中川凰兰这两个高中女生的青春时代才正要展开。
