《喜羊羊与灰太狼之羊羊小侦探》是《喜羊羊与灰太狼》系列的第15部作品。该剧于2016年7月9日在中央电视台少儿频道播出。《羊羊小侦探》罕见地以悬疑推理为题材，让狼羊化身侦探在剧中继续斗智斗勇。该剧的创作团队提到：“这是喜羊羊系列一个全新的尝试，通过紧张刺激的案件带入实用的生活小常识，让观众在破案过程中思考，又能从剧情进展中获得欢乐。"这部剧集推理、解谜、悬疑于一身，奇妙的科学知识，神奇的自然现象，丰富的生活常识层出不穷，悬疑与爆笑轮番轰炸。
这是一部少年英雄成长史，以虚拟的“九州”世界为背景，讲述吕归尘、姬野、羽然等不谙世事的少年历经磨砺与坎坷，执着奋斗，携手互助，成长成熟，并发展出几段撼天动地的友情和爱情故事。北陆青阳部世子吕归尘作为质子来到东陆结识了一直不受父亲喜爱的庶子姬野，以及跟着爷爷避难而来的羽族公主羽然。三个小伙伴在太子学院中因身份原因饱受针对和挑战，在相互帮助和拯救的过程了建立起深厚的友谊，而羽然的开朗活泼洒脱个性也得到两个男孩的暗中倾慕，青涩的爱情正在萌芽。离国霸主赢无翳携天子以令诸侯，吕归尘、姬野、羽然追随一代忠将息衍等人发出正义之师，决战殇阳关，不料殇阳关之战的背后另有大阴谋。危难之际，少年们奋死而战，成长为一代领袖。
基因石被毁，不料基因石能量逸出，飘散到地球各处，引发了异常现象：森林树木变得更茂密，湖泊海洋闪发着光，电力强化导致设备爆炸。由于基因源事故，武装战士变成变形机甲、生物进化为虫族、浩肯星人异化为变异战士，故事从变形机甲、机甲兽和变异战士三方之间的斗争展开。
