История начинается, как и полагается, с праздника. Крош, вечный озорник и инициатор любой авантюры, решает организовать сюрприз для своего друга, неуклюжего, но доброго Копатыча. В честь его дня рождения персонаж обращается в загадочную компанию под названием "Дежавю", которая специализируется на организации необыкновенных приключений с использованием путешествий во времени. Убедив друзей в том, что это будет незабываемо, он решает подарить Копатычу возможность заглянуть в далекое прошлое и пережить невероятные события.
Однако что-то идёт не так. Из-за беспечности Кроша временные линии начинают путаться, и все Смешарики оказываются разбросанными по самым разным эпохам: от доисторического периода с динозаврами и первобытными племенами до Средневековья с рыцарями и замками, и даже в далёком будущем! Каждый герой сталкивается со своими трудностями, попадая в мир, который совсем не похож на привычную спокойную жизнь.
Герой осознаёт, что из-за его легкомысленности жизнь его приятелей теперь под угрозой, ведь с каждым новым вмешательством во временные линии они становятся всё дальше от дома, а аномалии времени возрастают. Теперь ему предстоит объединить силы со своими товарищами и самим собой из различных промежутков эпох, чтобы вернуть всё на свои места.