La película comienza con los Pitufos preparándose para el Festival de la Luna Azul. En su casa, Papá Pitufo tiene una visión de los Pitufos en jaulas, Pitufo Tontín, la celebración, una varita de dragón, y Gargamel siendo poderoso. Se decide que Tontín deje de recoger raíces de Pitufo pero Tontín, en secreto, lo hace de todos modos. Gargamel lo ve y lo sigue hasta el pueblo. Los Pitufos huyen y Tontín se dirige por error a la cueva prohibida. Papá Pitufo, Pitufina, Gruñón, Filósofo y Valiente se dan cuenta y van detrás de él. Lo encuentran en el borde de un acantilado, y al tratar de ayudarlo a levantarse caen en un vórtice gigante que los lleva a Nueva York. Patrick y Grace, una pareja casada y embarazada, se hacen amigos de ellos y les acogen en su apartamento.