唐僧被妖怪捉走，剩下的孙悟空、猪八戒和沙僧却又因为信任危机而争执不休，一时间情况十分危急。原来，沙僧曾是误入歧途的半妖，却在千钧一发之际得到了降龙伏虎罗汉的点拨开悟，重回正道。如来佛祖将一项非常重要的任务交给沙僧，这项任务，便是暗中帮助西方之星石猴孙悟空。
　　一番波折之后，三兄弟总算解除了误会，并且追随着线索来到了异层空间，在这里，等待着他们的是强大的幽冥四天王，只有闯过他们所镇守的四煞宫，才能够打破结界，救回唐僧。然而，为了救回师父而英勇奋战的沙僧等人并不知道，他们已经落入了由太岁特种部队头目精心设下的圈套之中。

　　1979年，昆仑山发生神秘生物骸骨，由胡八一（赵又廷 饰）率领的探险队深入昆仑山腹地，寻找有关古生物遗迹的更多秘密，却不料在这个过程中遭到不同神秘生物的轮番攻击，并意外坠入九层妖塔，除胡八一外，一行人生死成谜。
　　胡八一退伍后回到北京，重逢了发小王凯旋（冯粒 饰），并在神秘人（李晨 饰）与科考队（凤小岳、唐嫣、李光洁 饰）两股力量的夹缝中重新踏上了探寻未知文明的征程，途中与Shirley杨（姚晨 饰）邂逅，熟识的面孔唤醒了他身处探险队那段日子的记忆。此行凶险，在还没来得及搞清楚Shirley的真实身份之际，胡八一、Shirley、王胖子率领一行人便在王子墓、石油小镇等地遭到不明生物的轰炸，这里所发生的一切再度指向九层妖塔，而这次等待他们的，将是一个尘封已千年的未解之谜……

　　一场意外令布非（李晔 配音）和爷爷失去了联系，在小伙伴欧力（李敏妍 配音）和雷克（严丽祯 配音）的帮助和陪伴下，布非决定前往南极寻找爷爷的下落。一路上，布非一行人遇到了许多的艰难险阻，甚至遭到了不明人士的袭击，在经历了千难万险之后，他们终于抵达了目的地。
　　哪知道刚刚到南极没多久，还没安顿下来的布非就遭到了整个企鹅家族的驱逐，原来，布非的爷爷出卖了企鹅家族，导致他们失去了自己的家园，惨遭人类的侵占，坚信爷爷不会做出这样的事情的布非决定独自调查事件背后的真相。