小头爸爸工作繁忙，对儿子的陪伴，基本是应付的。他很爱孩子，希望孩子学知识长见识。故事中他要出差俄罗斯，他要带儿子一起去。儿子以为去寻找白夜城，跟爸爸讲了白夜城的故事，爸爸根本不相信孩子的童话世界，故事就这样开始了。
大头儿子的图画本里满是白夜城的故事。白夜城是属于孩子的童心世界，充满了无限的美好，奇思妙想。
在去到俄罗斯的旅行时，爸爸和妈妈依旧是采用成人的方式要求孩子懂事理解他们不要添乱，按照他们的要求做好，不要乱跑。这中间有一段孩子童心世界里的俄罗斯套娃出来寻求帮助，孩子为了买套娃不肯离开商店猛砸商店的玻璃门，爸爸觉得儿子太丢人了，爸爸对儿子大喊大叫发泄了心中的压力不满，一边拼命应付工作一边应付儿子，太烦太累了。爸爸最后通碟:在我工作打电话的时候绝对不能打扰我。儿子感受到爸爸很可怕，像怪兽一样。儿子就在他的画本里白夜城的这个地方画了一头如爸爸一样的怪兽。
当爸爸在俄罗斯的爸爸的工作遇到打击时，他们需要开车到外地，路上出现了一些意外的事情，爸爸的车陷到了沼泽地里。爸爸努力从车里拿回电脑，它的全部的心血，两年的工作成果。却阴差阳错拿到的是儿子的图画本，那个画着同心世界的图画本。最后，爸爸发现自己的两年的辛苦全部沉没在沼泽地，的那一刻，他很沮丧，工作的努力都将化为泡影。儿子的一幅画飘到了爸爸的脚底下，儿子说，爸爸你踩脏我的画了。这一行为引燃了爸爸心中的愤怒。他拿起儿子那副画，撕碎了画，这个时候儿子，伤心无比，他觉得爸爸不相信他说的话，还毁坏了她的童心世界的一部分，孩子也哭了起来，在他看来这一切都是真的。
全家来到了白夜城，白夜城里充满了童真，想象，有各种新奇好玩的事情，作为成人没有童心的成年人，他们在这里觉得各种的难受不适应。这时候妈妈变成了一只母鸡，爸爸为了拯救妈妈也只好在同心世界里赚积分，然后来把妈妈变回来，在这个过程当中，他们不得不去学习，这里一些好玩的课程，技能。爸爸妈妈的童心被唤醒。当爸爸妈妈兑换到了足够的积分，妈妈变回人的时候，爸爸坚持要离开这个世界，因为他知道孩子最终要面对真实的现实的生活。可是他们不知道怎么离开这里，白熊校长说心还在这里，就不能离开。的确，他们试了很多办法离开这里，水路空的工具都试过了，依旧在原地。
这时白夜城的大怪兽:冲天吼出现了。
全家全校一起打怪兽，他们去拿酷酷剑，发现酷酷剑在爸爸撕碎了的那张画上，现在坏了，没有办法跟怪兽作战。全家人一起拼那些碎片，情感的联系也在不知不觉中重建。画拼好了，酷酷剑依然没有办法打败怪兽。后来小头爸爸看到怪兽就是他自己，他觉得非常的奇怪，为什么怪兽会是他自己呢？儿子跑来就告诉他，爸爸不要杀死怪兽我怕你杀死了怪兽你也会不在了，爸爸对他发火的时候他觉得爸爸是怪兽，他就画了这头怪兽。小头爸爸伤心欲绝坐在地上，沉思痛苦。我感受到孩子的善良，在他心里无论你是怪兽还是爸爸，他都是那么的爱你，他不愿意失去你，哪怕你是以怪兽的样子存在的。这个时候怪兽又准备去攻击，小头爸爸对儿子说孩子我已经知道怎么能打败怪兽了，我已经有办法了，你在这里等着我，然后他去面对怪兽，冲向怒火燃烧的怪兽。爸爸去勇敢面对心中的怪兽，承担起属于自己的责任，峰回路转大家回到了现实中。
