《新大头儿子和小头爸爸之秘密计划》围绕大头儿子一家展开。大头儿子对神秘的宇宙充满好奇，一直梦想着能探索宇宙的奥秘。小头爸爸为了满足儿子的愿望，和围裙妈妈一起制定了一个秘密计划——打造一艘属于大头儿子的“家庭宇宙飞船”。在制作飞船的过程中，他们遇到了各种各样的难题，比如材料短缺、技术难题等，但一家人齐心协力，共同克服困难。大头儿子也在这个过程中学会了很多知识和技能。最终，他们成功完成了飞船的制作，并开启了一场奇妙的宇宙之旅。在宇宙中，他们遇到了各种奇异的星球和有趣的外星生物，收获了一段难忘的经历。