大头儿子尽管聪明懂事，却到底只是个孩子，无法克制内心里爱玩的冲动，耽误了学业，将这一切看在眼里的围裙妈妈十分焦急，不知该如何是好。某日，小头爸爸在偶然之中遇见了一位名叫王博士的神秘人物，王博士发起了名为“一日成才”的行动，声称能在极短的时间内制造天才。望子成龙的围裙妈妈决定将大头儿子送到王博士处进行“改造”，而事情的结果也令她感到十分满意，然而，随着时间的推移，大头儿子身上开始慢慢浮现种种弊端，与此同时，王博士一手策划的阴谋亦渐渐浮出了水面。

大头儿子的爷爷——老头爷爷是个老北京人，做得一手传统京味菜，把大头吃得赞不绝口。大头在幼儿园一番宣传，说自己每天的晚餐如何如何丰富，说得小朋友们馋涎欲滴。超市老板的儿子胖嘟嘟当晚被邀请到大头家，品尝了爷爷做的面条，差点儿连舌头都吞了下去。但是胖嘟嘟的爸爸妈妈却在烦恼。小区旁边新建了一座大超市，物品全，价格低，而且离小区非常近，把胖嘟嘟家的小区超市挤得够呛，简直是门可罗雀。两口子烦心不已。

该剧以通俗喜剧的形式，演绎了一场小人物依靠智慧，以弱胜强，惩恶扬善的故事。

为满足大头儿子的愿望，小头爸爸编写的人工AI程序产生了bug，儿子被程序中的“完美爸爸”绑架到了虚拟世界，最终父子二人携手一起打败了AI爸爸，回到了现实世界中来……

电影由四个独立的小故事组成。《误会》：陈局长、孙医生和孙大头本来是三个生活没有交集的陌生人，却因为阴差阳错在机场错拿了对方手机，而发生了接下来的混乱场面：陈局长本想与女网友搞一夜情，这个机会却葬送在了孙大头手中。而他却发现孙医生的病人正是自己的妻子，原来妻子眼中的婚姻早已千疮百孔。而孙医生，则陷入了黑帮漩涡当中。《生之欢歌》：宁灿是个女歌手，由一直喜欢着她的岳为帮她写歌。然而，一场绝症袭来，让宁灿选择了默默离开。岳为知道了女友的死讯，为之颓废消沉，却意外收到了宁灿的短信回复。让人错愕惊叹的故事由此展开。《

大头儿子是个活泼可爱的小孩，小头爸爸和围裙妈妈给予孩子全身心的爱护，这个和谐的家庭是中国现代家庭教育典型的缩影。