Pour fuir l'horrible sorcier Gargamel, qui rêve de les capturer, les Schtroumpfs ont profité d'une faille dans l'espace-temps, provoquée par un alignement entre certaines étoiles et la Lune. Les voici propulsés dans le monde réel, et à New York de surcroît, en plein coeur de Central Park...
Quand le machiavélique Gargamel découvre que seule la Schtroumpfette peut transformer ses créatures Vexy et Hackus en Schtroumpfs, le sorcier kidnappe cette dernière et l'emmène à Paris. Grand Schtroumpf, Schtroumpf maladroit, Schtroumpf grincheux et Schtroumpf coquet se lancent à la rescousse de leur amie...
La Schtroumpfette et le Schtroumpf Sans-Nom se rendent dans le monde réel pour retrouver le Grand Schtroumpf, kidnappé par Gargamel et son frère Razamel. Commence alors une aventure délirante où les petits héros vont croiser la route de nouveaux amis...
La Schtroumpfette, seule fille de sa communauté, est persuadée que d'autres petits êtres bleus existent ailleurs dans un village perdu. Elle tente de convaincre le Grand Schtroumpf de partir en expédition et de découvrir ce lieu mythique...