小新所居住的春日部市双叶里，新上任的里长四膳守，在镇上大力宣导推行资源回收、节能减碳等行动。某日，双叶幼稚园来到河堤旁举行校外环境清理活动，小新在河岸发现一个保险箱，里头装着一瓶不明液体，小新基于好奇便随手带回家。而在当天晚上，小新冰在冰箱里的不明液体被广志和美冴当成一般营养液喝下肚。隔天二人出现诡异的动物手势，最后广志变成公鸡，美冴则变成豹。就在广志和美冴担忧身上所发生的奇怪现象时，一名自称分类的男子带着神秘集团出现在野原家中，并打算抓走动物化的广志和美冴。而后，广志带着家人和春日部防卫队急忙逃出，路上虽一度靠着神秘女子协助，不料最终仍落入了神秘集团手中。 广志一行人被抓到神秘集团基地，眼前出现的集团首领竟然是四膳守里长，原来他的真实身份是激进环境保护组织“Save Keeping Beautiful Earth（简称：SKBE）”的领导人。意图推行将人类变为动物，使其停止种种破坏地球生态行为的－“人类动物化计划”，广志和美冴正是喝下由“SKBE”所研发的特殊饮品“人类动物化饮料”。其严重副作用为，一旦完全动物化后，将会遗忘自己曾经身为人类及身为人类时的记忆。随后，四膳守打算将广志和美冴带回总部进行检体分析，小新和春日部防卫队打算拯救他们。这时，刚才的神秘女子再度出现，帮助小新等人，却没能及时阻止四膳守。几经波折后，神秘女子和春日部防卫队顺利逃出，女子和小新回家沐浴更衣，经小新提问才自称维多莉亚，似乎相当熟悉有关“SKBE”的事情。 在听到四膳守打算从动物化的广志和美冴身上抽取“人类动物化饮料”萃取物的小新，为了救出爸爸妈妈，便带着小葵、小白和半动物化的春日部防卫队前进“SKBE”总部基地。究竟，小新一行人能否粉碎四膳守和“SKBE”的野心呢？