Após um acidente, o Gato de Botas se dá conta de que perdeu oito de suas nove vidas. Mesmo traumatizado, ele encontra uma forma de tentar recuperá-las em uma grande aventura.

Após a desastrosa tempestade de comida no primeiro filme, Flint (Bill Hader) e seus amigos são obrigados a deixar a cidade de Boca Grande. Sem saída, ele aceita o convite de seu ídolo, Chester V (Will Forte), e junta-se à The Live Corp Company, que reúne os melhores inventores do mundo. Porém, quando descobre que sua máquina ainda funciona e agora cria perigosas comidas animalescas mutantes, Flint decide retornar e tentar salvar o mundo.

Decepcionado com sua turma, que prefere cuidar das obrigações familiares a participar de sua viagem anual, Boog parte sozinho e acaba dentro de um picadeiro de circo. Ao trocar de lugar com um artista e se apaixonar por uma russa, ele aprende que talvez não seja preciso escolher entre a família e os amigos.

Shrek entra no espírito do Halloween desafiando seus amigos a criar histórias assustadoras para um concurso. Mas o grupo logo descobre que terá que passar a noite no castelo assombrado de Lord Farquaad antes que o vencedor seja nomeado.

Com saudade do tempo em que era um verdadeiro ogro, Shrek assina um contrato enfeitiçado com Rumpelstiltskin e... puf! Em um instante, tudo e todos se transformam. De repente Burro não se lembra de seu melhor amigo, Fiona agora é uma valente princesa guerreira e Gato de Botas é só um gato gordo! Juntos, eles precisam reverter o contrato em apenas 24 horas, para salvar Tão Tão Distante e restaurar seus dias felizes para sempre.

Animais se juntam para salvar o Sr. Weenie, sequestrado por um grupo de bichos domesticados que quer devolvê-lo aos antigos donos.

Quando seu sogro-sapo dá o último coaxo, Shrek embarca em mais uma tresloucada aventura, com Burro e Gato de Botas, para encontrar um novo herdeiro para o trono. O elenco favorito de personagens está de volta e trazendo novos, como Merlin, um mágico trapalhão, um esquisito Arthur, uma turma de poderosas princesas e um bando de surpreendentes aparições. Só mesmo Shrek para contar uma história onde todos vão viver gargalhando para sempre.

Boog (Martin Lawrence) é um urso pardo domesticado, que vive na pacata cidade de Timberline. Ele é a grande estrela dos shows ecológicos de sua cidade, sendo que à noite desfruta das acomodações da garagem de Beth (Debra Messing), uma guarda florestal que o criou desde que era filhote. Porém nem todos gostam de Boog. Shaw (Gary Sinise) é um deles, pois acredita que os animais estão conspirando contra os humanos. Em uma de suas caçadas ele traz à cidade Elliot (Ashton Kutcher), um cervo de um único chifre que ainda está vivo. Após vários pedidos, Boog decide ajudá-lo e solta Elliot. Querendo retribuir o favor, Elliot segue Boog até sua casa e decide libertá-lo de sua garagem, a qual considera como sendo seu cativeiro.

O leão Alex é a grande atração do zoológico do Central Park, em Nova York. Ele e seus melhores amigos, a zebra Marty, a girafa Melman e a hipopótamo Gloria, sempre passaram a vida em cativeiro e desconhecem o que é morar na selva. Curioso em saber o que há por trás dos muros do zoo, Marty decide fugir e explorar o mundo. Ao perceberem, Alex, Gloria e Melman decidem partir à sua procura. O trio encontra Marty na estação Grand Central do metrô, mas antes que consigam voltar para casa são atingidos por dardos tranquilizantes e capturados. Embarcados em um navio rumo à África, eles acabam na ilha de Madagascar, onde precisam encontrar meios de sobrevivência em uma selva verdadeira.

Após se casar com a Princesa Fiona (Cameron Diaz), Shrek (Mike Myers) vive feliz em seu pântano. Ao retornar de sua lua-de-mel Fiona recebe uma carta de seus pais, que não sabem que ela agora é um ogro, convidando-a para um jantar juntamente com seu grande amor, na intenção de conhecê-lo. A muito custo Fiona consegue convencer Shrek a ir visitá-los, tendo ainda a companhia do Burro (Eddie Murphy). Porém os problemas começam quando os pais de Fiona descobrem que ela não se casou com o Príncipe (Rupert Everett), a quem havia sido prometida, e enviam o Gato de Botas (Antonio Banderas) para separá-los.