根据天下霸唱同名小说改编，讲述了20世纪80年代末，北京少年张保庆为给恩师寻药，只身前往东北鹰屯，却因偶得一张古老的地图，与地质少年团开启了共同探秘天坑的故事。探险途中，少年不惧危险，勇挫贪婪势力，深刻领悟到人类的过度贪婪终将破坏大自然的平衡，逐渐从懵懂的毛头小子成长为有责任感的英雄少年的故事。
八十年代末北京，少年张保庆常年混迹于宝川大学地质研究所，陆国华教授刚刚完成探险任务从东北鹰屯回来，结果他身中奇毒昏迷不醒。一份装有鹰屯少女菜瓜的神秘快递发到了研究所，保庆和菜瓜不打不相识。菜瓜讲述自己曾和陆教授一同探险，结果自己掉进深渊后却不知为何出现在北京。为了替陆教授寻找解药，保庆义无反顾跟随菜瓜踏上去往鹰屯的路。保庆来到东北鹰屯后大开眼界，结果却被菜瓜一番捉弄。
保庆踩中陷阱被倒吊在树上，一头饿狼窜了出来，菜瓜引走饿狼并指挥保庆先走。保庆却不以为然继续跟着，菜瓜用保庆当诱饵引饿狼再次现身，保庆误打误撞将饿狼杀死。保庆在村庄外找到了四舅爷，他无意间说自己要去禁地引起四舅爷的注意。保庆来到勘探队查探陆教授中毒一事，结果和邻居家哥哥杨烨争论不休。保庆发现陆教授的文件包出现在勘探队震惊不已，杨烨却指责陆教授私自带走机密文件对金脉另有所图。
勘探队副队长邢原野偷偷告诉保庆，杨烨这样做都是为了向陆教授报仇，保庆心存怀疑。杨烨受邀参加少年猎手大赛，保庆趁机潜入资料室寻找线索，不料临出门时遇到毛靴怪人。保庆一路追击至猎手大赛现场，二鼻子撒谎邀功成为第一猎手，保庆为菜瓜打抱不平结果被菜瓜打了一耳光。菜瓜和二鼻子作弊的事被揭开，奶奶要将菜瓜送到纺织厂去工作。杨烨向保庆透露陆教授有本红色笔记暗藏玄机，两人暗中联手一同调查。
二鼻子求保庆去救菜瓜，他按计划装病拖住奶奶，保庆撬锁成功救走菜瓜。保庆将菜瓜暂时偷偷藏在四舅爷家里，他为了躲避四舅爷追问情急和菜瓜同睡一被窝。白脸等一伙人也为寻找那本红色笔记，他们装神弄鬼吓唬保庆结果被识破。杨烨和保庆做局准备捉住内奸，不曾想原野先一步去偷拍资料，杨烨追踪原野来到镇上才发现误会了原野。令人震惊的是小红果才是队伍的内奸，她来到勘探队就是为了拿到绝密资料。
杨烨组织队员进山，保庆偷偷跟随发现有黑衣人进了营地，结果自己摔晕幸好被小红果相救。保庆醒来离开与菜瓜会合前往老龙口，他们从山顶坐雪橇滑下却引发了雪崩，雪橇越过一道壕沟才使得他们逃出生天。菜瓜偶然遇到一只金尾赤狐，灵狐难以逃脱竟然选择跳崖自毁毛皮。一群恶狼闻味而来，随后一场暴风雪将所有吞没。保庆醒来发现自己掉入一个巨坑之中，菜瓜分析这就是魔王马殿臣的老窝。
小红果险些坠崖幸好被白脸舍命拉住，她匆匆告别白脸下山求援。血蘑菇发现雪洞中生病的杨烨，他狠心离开让杨烨听天由命。保庆背着菜瓜在天坑中找到了二鼻子，结果猪队友二鼻子擅自行动让大家掉入了暗河。菜瓜溺水保庆紧急实施人工呼吸，保庆警告二鼻子不要把这事告诉菜瓜。菜瓜在天坑中居然找到了父亲使用的箭矢，她激动强忍思念之意。保庆跟随菜瓜指引找到天坑的出口，结果他们却意外闯入巨蛛的领地。
保庆想要从出口离开就必须过巨蛛这一关，他们商量分别吸引巨蛛注意趁机爬上洞口。保庆最后一个上来结果被蛛丝缠住，菜瓜情急用火将巨蛛和整个洞口引燃，小分队这才得以安全。保庆路上遇到昏迷的杨烨，他们在血蘑菇的帮助下回到了鹰屯。奶奶得知菜瓜姐弟去了禁地，她扬起鞭子却不忍心打下去。保庆从天坑中捡回一个鹰蛋，他晚上梦见一只白鹰带他去了天坑，还见到了神秘的天坑领主。
勘探队在原野的怂恿下准备撤队，保庆突然宣称自己知道天坑位置。菜瓜被奶奶软禁起来，保庆偷偷给菜瓜送来烧鸡。胖脸带人尾随保庆准备趁机灭口，没想到保庆早已发现，他和二鼻子联合村里的猎手合力设下埋伏，胖脸一群人被打到在地。闻讯而来的菜瓜不幸中了陷阱，二鼻子失手将姐姐一顿胖揍。保庆将在天坑看到的都画了出来，勘探队员看完震惊不敢相信。原野向杨烨透露小红果就是内奸，可是杨烨不肯相信。
勘探队再次进山，暗中埋伏的白脸被菜瓜发现，双方互相厮打起来，青生危难之际帮菜瓜挡下子弹。血蘑菇带胖脸向村长认罪，他还趁机公开自己和小红果的父女关系来混淆视听。原野要赶走小红果，杨烨却坚决不同意。保庆带回的鹰蛋居然真的孵出了小鹰仔，他对鹰仔疼爱有加并决定用自己的方式来驯养，四舅爷一脸不屑。杨烨找到父亲当年遇难时候的电报原文，他发现父亲也曾去过老龙口。
小白半夜闯进鸡窝，四舅爷开枪可吓坏了保庆，菜瓜这才发现保庆有了一只白鹰，她还说马殿臣也有一只这样的鹰。保庆想起自己那个奇怪的梦境，他突发奇想猜测小白能带自己去找天坑。菜瓜发现杨烨父亲遇难的时间和留下的照片存在时间差异，杨烨越发怀疑陆教授有嫌疑。菜瓜帮保庆训练小白飞行，保庆十分疼爱小白不同意熬鹰的训练方法。小白在悬崖试飞成功并直接飞向老龙口，保庆果然发现了下天坑的洞口。
