Незнайка находит на улице камень и считает, что этот камень упал с Луны. Он отдаёт его Знайке. На следующий день Знайка заметил, что при действии на камень магнитного поля камень создаёт невесомость. Знайка принял решение сделать ракету и полететь вместе с остальными коротышками на Луну, предварительно устроив спор с астрономом Стекляшкиным, о том, есть ли на Луне жизнь или нет.
Перед полётом на Луну Незнайка украл прибор невесомости и чуть не утопил его в реке. За это Знайка отказывается взять его на Луну, но Незнайка решил спрятаться в ракете и полететь несанкционированно. Вместе с собой он берёт Пончика, которого не взяли на Луну из-за того, что он очень тяжёлый, и его якобы не поднимет ракета. Когда Незнайка заснул в ракете, Пончик пытается выбраться из неё, но вместо этого запускает ракету, и они вдвоём с Незнайкой улетают на Луну.
