Мотыль наблюдает ночное небо в телескоп. Он наблюдает за Луной, но ему мешают бабочки и пчелы, которые постоянно летают перед окуляром его оптического прибора. Внезапно от Луны отваливается кусок, который несется к Земле. Он падает в пруд, находящийся неподалеку от домика Мотыля. Это яйцо, из которого должен вылупиться лунный житель.
Проходит год. Лунтик просыпается в своей постели. Он выходит на кухню, где его приемная бабушка Капа угощает его завтраком. Это пироги, ватрушки и прочие вкусные вещи. За столом уже сидит дедушка Шер, он с аппетитом уплетает лакомства, приготовленные его супругой. Стук в дверь. Капа впускает в дом приятеля своего внука, кузнечика Кузю. Она тут же усаживает его за стол и угощает своей выпечкой.
Кузя и Лунтик выходят на улицу. Они хотят сразиться в бадминтон. Внезапно на пришельца что-то падает. Это гусеницы, братья Пупсень и Вупсень. Они хотят научиться летать, как бабочки, но у них это пока плохо получается. Кузя говорит гусеницам, что они должны поискать другой матрас, кроме его друга.
Приятели играют в бадминтон. Прилетает божья коровка Мила. Она приносит тревожные вести. Пропал Пчелинка. Его мать уже сбилась с ног, разыскивая сынишку. Бадминтонисты бросают игру и присоединяются к поискам, в которых принимают участие все насекомые, обитающие в долине. Лунтик, обладатель четырех ушей, слышит какие-то звуки. Спасатели идут в указанном им направлении и обнаруживают источник странных звуков: Пчелинка во сне издает громкий храп. Он собрал пыльцу с растений, чья пыльца обладает снотворными свойствами. Лунтик, видя, как радуется мама-пчела воссоединению со своим сыном, начинает понимать, что его лунная мама, скорее всего, расстроена его исчезновением. Он пишет письмо своей родительнице и задумывается над тем, как же доставить это послание на естественный спутник Земли. Кузя сообщает приятелю, что, возможно, в этом деле им сможет помочь старый Мотыль, ученый астроном.
Лунтик, Кузя, Пупсень и Вупсень идут к дому ученого отшельника, который ни с кем не общается. Гусеницы стучатся в дверь жилища Мотыля, тот гонит незваных гостей прочь. Лунтик сообщает астроному о том, что он – пришелец с Луны. Только тогда астроном впускает друзей в свой дом.
Там он показывает уроженцу Луны осколок яйца, в котором тот совершил космический перелет. Исследователь извлек этот осколок из пруда, куда приземлился инопланетянин. Исследователь засыпает гостя вопросами: почему у него четыре уха, откуда у него такой странный цвет шерстки, много ли его сородичей обитает на естественном спутнике Земли. Малыш говорит, что ничего вспомнить не может: он еще не вылупился из яйца, когда астероид оторвал кусок Луны и забросил его на голубую планету. Но он помнит о том, как его мама парила над своей яичной кладкой. Гусениц это веселит, однако Мотыль понимает, что это – доказательство лунного происхождения его гостя: сила тяжести на разных планетах отличается.
Мотыль подвергает пришельца гипнозу, тот вспоминает о своем прошлом. Выясняется, что скорлупа яйца инопланетянина притягивает лунный свет. Она может помочь в доставке послания маме. Мотыль не желает, чтобы интерес его научного любопытства покинул окрестности его пруда. Он запирает двери, и гостям с боем приходится вырываться на волю. Они отправляются в путешествие на гору, где сила притяжения ночного света достигает наибольшей мощи.
После массы опасных приключений друзья забираются на гору, там Лунтик стартует на родную планету. Там он встречает свою маму. А каждое новолуние он возвращается на Землю, где его ждут друзья.
