在城市的破败角落，脑顶光秃秃的重案组老警察入职三十年，虽然破了许多大案要案，满身都是伤痕弹孔，但是他的家庭情况却一团糟。老婆和他离婚，儿子嫌他臭。与老警察相对，青年私家侦探波比（黄磊配音）如日中天，扶摇直上，FBI请他讲课，相关动画片热播，波比俨然成为福尔摩斯一般的存在。在某起密室杀人案后，老警察不得已请来波比调查。波比为什么会这么厉害，这一切似乎都与他的妈妈麦太（吴君如配音）有关。在崇拜他的小孩子们的追问下，波比的思绪回到孩童时代，麦兜（张正中配音）和妈妈共处的那个快乐无忧的童年，一切美好都早已注定……

长江三峡，考古学家掘出庞然巨物，手工奇劣，一看竟是麦子仲肥又一废物出土！麦子，名兜，字仲肥，是我国一位吃饱撑的思想家、发明家。正当大家不知如何处置这大而无当之物，一位怀疑是麦子十八代后人的小朋友，麦兜（郭君彦/张正中配音），正与妈妈麦太（吴君如/宋丹丹配音）一起在香港发呆。麦兜很慢，很乖，很钝，被评定为多元低智能。麦太也好不了多少，半辈子乱冲乱扑，却都在扑空。为了自己，为了麦兜，麦太决定带麦兜来内地闯天下。到了武汉，麦太忍痛先把麦兜送到山上一武术学校“太乙春花门”寄宿。山上生活清苦，掌门道长（黄秋生/张立昆配音）呆头呆脑。麦兜无心习武，最大的乐趣是跟小同学偷入炼丹房煮方便面；值得庆幸的是，麦兜的身边还有一位可亲的助教“熊宝弟弟”，不时照顾麦兜。“世界幼儿园武术大赛”即将举行，“太乙春花门”小朋友软手软脚，看来只有挨揍的份儿。“国际幼儿园武术大赛”，麦兜迎战各地好打小朋友。这时，麦兜祖宗麦仲肥的巨物突然当、当、当的响起。原来这是个一年等于一秒，每三千六百年才报一次时的大钟…大成若缺，大器晚成。麦兜忽然领悟出太极拳，以至自己生命的道理……

外星巨兽屁屁怪突然袭击地球大肆破坏，全球进入一级戒备，手足无措的军方决定向全球征集优秀的机器人设计，来对抗屁屁怪。梦想当发明家的麦兜（张正中配音），也带着他设计的“电饭宝”去参赛，机缘巧合下，竟然侥幸当选。于是地球的希望，一下子都落在了麦兜身上！麦兜又能否成为英雄，拯救地球？