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，一家人在白夜城中经历了重重困难终于回到了现实世界。

《新大头儿子和小头爸爸3：俄罗斯奇遇记》故事主线是典型的黑暗童话风格，动漫以励志精神为核心，整体充满了绚烂如虹的花瓣，互助友爱的画面，配音出色，影片的设计风格巧妙。画风绚丽多彩，角色设计能将人代入其中，剧情流畅丰富，特效令人叹为观止，是一部点燃情感以及富有活力的动画片。