物語は新たなステージへ──『POP IN ２』のリリースから半年。ＭＥＭちょの尽力の甲斐もあり、今やB小町はブレイク寸前。アクアはマルチタレント、あかねは実力派女優の道を順調に歩んでいる。一方で、かなは以前の明るさを失っていた。そして、アイとゴローの死の真相を追い求め、ルビーは芸能界を駆け上がる。────嘘を、武器にして。
青青草原即将转型高科技城市，在阳光明媚的一天，喜羊羊（祖晴 配音）、美羊羊（邓玉婷 配音）、懒羊羊（梁颖 配音）等小伙伴们准备挖个洞埋进时间胶囊作为纪念，这么有意义的事情，连他们的死对头灰太狼（张琳 配音）也积极参与进来。突然，巨大的爆炸声破坏了祥和的气氛，巨大的陨石坑出现在草原中央。在坑的中心位置，有一个黑色十字状的石头。这个小意外并未太多打扰小伙伴们，黄昏降临，大家来到广场，共同合影留念并等候烟花表演。和灰太狼追逐打闹时，喜羊羊他们意外发现全身机械、并且拿着那块奇怪石头的神秘人剔博士。 而这次遭遇，也将小伙伴们带到15年后的青青草原，展开全新的冒险……
在平行世界的日本，铁道国有化根深蒂固。就读于桐生铁道高中的高山直人（福山润 配音）梦想进入国铁担任火车司机，从此过上安安稳稳的生活。为此他进入学生铁道OJT参加培训，并在此结识了性格过激的暴力女樱井葵（沼仓爱美 配音）和头脑简单四肢发达的岩泉翔（日野聪 配音）等人。好不容易通过了OJT的测试，结果直人他们却被分配到了东京中央铁路公安室第四警戒班。原来国铁长期赤字，许多地方线路长期废弃。为此有很多组织以极端的手段要求国家将铁路实现民营化，于是铁道公安队应运而生。直人他们成为铁路上不可或缺的重要存在…… 本片根据丰田巧的轻小说改编。
心爱在木造房屋小镇度过的第二个夏天即将结束，季节即将变成各种盛大活动满载的秋季。不论是在学校还是在Rabbit House，都有很多开心的事情！心爱、智乃以及大家都难以抑制对未来的期待……！
