某日，小新（矢島晶子 配音）在河堤上撿到了一瓶神祕的液體，把它帶回家放在了冰箱裡。哪知道美伢（楢橋美紀 配音）和廣志（藤原啟治 配音）在無意之中將其喝下，隔天竟然變異成為了動物。 之後，一個神祕的環保組織SKBE擄走了小新一家人，而為首的，竟然是雙葉裡的里長四膳守（山寺巨集一 配音）。原來，四膳首是一位激進的環保主義著，妄圖通過一種神祕的藥物將破壞環境的人類全部都變成動物，而小新撿到的神祕液體就是還尚處於測試階段的藥物，四膳守準備將美伢和廣志當做實驗物件進行研究。在神祕女子維多利亞（後藤邑子 配音）的幫助下，小新一行人成功出逃，他們和春日部防衛隊一起，決心破解四膳守的陰謀。