《新大头儿子和小头爸爸3：俄罗斯奇遇记》讲述小头爸爸带全家赴俄罗斯出差，大头儿子惊喜发现他画中的白夜城竟真实存在。一家人半路遇到交通事故，被迫夜宿小旅馆，第二天醒来竟置身于大头儿子笔下的白夜城世界。 面对陌生而奇妙的城市，他们得知若不解决白夜城中的危机，一家人便无法回到现实。大头儿子与爸爸妈妈携手探索这座奇幻之城，在冒险中化解难题、守护城市，也收获了亲情与成长。
