Лунтик беззаботно живёт с Мамой на Луне и часто прилетает на Землю, чтобы навестить своих друзей. Но однажды его мучает вопрос: где же его папа? Мама признаётся, что папа Лунтика пропал на обратной стороне Луны, но обещает, что когда-нибудь он обязательно вернётся. Однако Лунтик не желает ждать и вместе с другом, кузнечиком Кузей, отправляется на поиски отца. К ним пристают вредные гусеницы Вупсень и Пупсень, которые неизменно вносят хаос в любой план. На обратной стороне Луны ребят поджидают невероятные и опасные приключения.