三毛自幼失去了父母成为了无家可归的流浪儿，他日日风餐露宿孤苦伶仃，靠着捡烟头的零星收入维持生计。某日，三毛遇见了善良的面粉大王吴子福，吴子福慷慨的资助了三毛，使三毛的日子稍微好过了起来。然而，这种状况没有维持多久，吴子福便跳楼身亡。吴子福的死亡引起了报社记者侯逸文的注意，他觉得这起事件绝非表面所看到的那么简单，他决定调查事件的真相。与此同时，三毛找来了一套擦鞋的工具，开始了他的擦鞋匠生涯，在此过程中，三毛饱受欺凌和侮辱，但他仍然凭借着自己的智慧和正义感戳穿了修车人的阴谋，不想却遭到了后者的报复。
这部动画片是根据画家张乐平先生漫画作品三毛改编的，讲述的是20世纪30～40年代三毛在上海的生活情景，展现的是三毛情结中最积极的因素。本片主要表现正义与邪恶、公正和欺诈、光明与黑暗之间的较量和斗争，重点塑造三毛这一个聪明机智、心地善良、品格高尚的中国少年儿童典型形象，展现我国传统美德的感人魄力，以教育今天的年轻一代。本片在制作上既忠于原著，又不拘泥原著，以《三毛流浪记》等组合漫画内容为基本素材，适当注入现代的精神和理念，加以充实发展，重新创作出一个个内容连贯、情节曲折、有头有尾的故事，以求达到有悬念、有矛盾、有趣味、有感染力的观赏效果。从《三毛奇遇记》开始，三毛将走进新的时代，不仅过上幸福生活，而且通过“奇遇”、“历险”和“旅行”成为一个聪明智慧、机智勇敢、风趣幽默、具有时代特征的卡通明星。
