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。

大头儿子（刘纯燕 配音）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（鞠萍 配音）十分焦急，不知该如何是好。某日，小头爸爸（董浩 配音）在偶然之中遇见了一位名叫王博士（林永健 配音）的神秘人物，王博士发起了名为“一日成才”的行动，声称能在极短的时间内制造天才。 望子成龙的围裙妈妈决定将大头儿子送到王博士处进行“改造”，而事情的结果也令她感到十分满意，然而，随着时间的推移，大头儿子身上开始慢慢浮现种种弊端，与此同时，王博士一手策划的阴谋亦渐渐浮出了水面。

大头儿子（刘纯燕 配音）、小头爸爸（董浩 配音）和围裙妈妈（鞠萍 配音）一家人，各自有着自己的梦想，他们把这些梦想称为自己的“秘密计划”。爸爸妈妈并不真正理解大头儿子的梦想，认为大头儿子在胡闹。爸爸妈妈也有着自己的梦想，但爸爸妈妈的梦想都与大头儿子梦想的实现产生了一次又一次的冲突，他们是否还能重拾往日的欢乐……

电视动画片《棉花糖和云朵妈妈》是央视动漫集团近年来重点打造的一部现实主义题材动画作品，该片开启了国内动画母女陪伴成长现实题材的先河，填补了当代国产女童动画品牌的空白。此次精编版集中选择了片中更为感人、也更有趣味的母女情感故事。精编版的故事依然围绕着云朵妈妈和棉花糖的日常生活展开，母女二人都非常热心，她们会一起帮助社区的朋友邻里们解决生活中的小麻烦，棉花糖也会同妈妈一起探讨、有创造力的解决自己生活中的很多状况，母女俩增进了感情，棉花糖变得更加自信和快乐，更懂得了关爱和理解他人；大人对孩子更有耐心，彼此建立了尊重和平等，让家、幼儿园、社区都充满了人情味，家庭和睦、邻里照应、社区和谐自治。