Незнайка находит камень, который считает упавшим с Луны, и передаёт его Знайке. На следующий день Знайка обнаруживает, что камень, находясь под воздействием магнитного поля, создает эффект невесомости. Это вдохновляет его на создание ракеты для полета на Луну вместе с другими коротышками, предварительно устроив спор с астрономом Стекляшкиным о существовании жизни на Луне.

Перед стартом Незнайка крадет устройство для создания невесомости и почти теряет его в реке, что приводит к тому, что Знайка отказывает ему в полете. Однако Незнайка решает тайно забраться в ракету, прихватив с собой Пончика, которого не взяли из-за его веса. Когда Незнайка засыпает, Пончик пытается выбраться и случайно запускает ракету, в результате чего они вдвоем отправляются в космическое путешествие к Луне.