民俗学者一之宫勘太郎（宫田幸季配音）在写作之余还做起了收妖除魔的兼职，天生强大的灵感力为他的副业创造了得天独厚的条件。同勘太郎一同工作的是一只名叫妖子（川上伦子配音）的狐妖，她因被勘太郎赋予了名字而必须服从勘太郎的所有命令。在一次意外中，勘太郎解开了“最强食鬼天狗”春华（樱井孝宏配音）的封印，失去记忆的春华遂即成为了勘太郎得力的助手。杉野村发生了儿童神隐事件，唯一的幸存者也失去了记忆。勘太郎受委托调查此事，却发现这座村庄里的一切都似曾相识，并且，事件的真相似乎同春华的身世有着千丝万缕的联系。
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《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。
