Gros Ours, conduit sur un nuage par Ulysse le Marchand de Sable, rend visite à P'tit Louis et Mirabelle dans leur pavillon, et parle un peu avec eux avant de remonter sur son nuage d'où le Marchand de sable lance la poussière dorée qui leur procure le sommeil.

De nouveaux enfants, habitant cette fois-ci en appartement et nommés Nicolas et Pimprenelle, remplacent P'tit Louis et Mirabelle. Gros Ours est rebaptisé Nounours. Les marionnettes sont affinées : le visage du Marchand de sable, initialement émacié, est entre autres complètement retravaillé et devient plus rond. À partir de septembre 1964, Nounours est doté de trois neveux, que l'on découvre épisodiquement : Rémi, Toto et Fanfan, par référence aux trois lettres du sigle de la RTF. Lorsque le sigle devient ORTF, un autre neveu apparaît le 25 décembre 1964 : Oscar. D'autres personnages rejoignent également la troupe : Cornichon, le petit gitan (octobre 1964), Julietta la chouette (février 1965), Dada le cheval (octobre 1966) et Pépita (décembre 1966). La musique, le nuage et les séquences de l'échelle et de la poudre de sommeil restent en revanche inchangés.

Nounours habite avec sa sœur Émilia et son neveu Oscar dans la « grotte aux Ours », en haute montagne, et sont aux prises avec des marmottes turbulentes, Trotte, Tricotte et leurs enfants Pirouette et Gline-Gline.

La série renoue avec les origines en retrouvant Nicolas, Pimprenelle et le Marchand de sable.