设定在首部多年之后，邓普顿兄弟蒂姆和泰德长大成人，两人关系也逐渐疏远。蒂姆已婚已育，泰德是对冲基金的首席执行官，两人将因为一个有着先进方式和积极进取态度的新任“宝贝老板”重新联系在一起，激发出新的家族企业。
蒂姆和有“超级妈妈”之称的妻子卡罗尔及异常聪慧的7岁女儿塔比莎、刚出生超级可爱的婴儿蒂娜住在郊区，塔比莎是一所有威望的教育机构的尖子生，将叔叔泰德视为偶像，想成为他那样的人，但蒂姆担心她太过用功，导致无法过一个正常的童年。当蒂娜作为宝贝集团最高机密特工的真实身份曝光，目的是为了揭开塔比莎学校及其神秘创始人阿姆斯特朗博士背后的黑暗秘密时，邓普顿兄弟将以一种意想不到的方式重聚，两人重新审视家庭的意义，明白什么才是最重要的。
史莱克（麦克·梅尔斯 Mike Myers 配音）与菲奥纳公主（卡梅隆·迪亚兹Cameron Diaz 配音）和三胞胎宝贝幸福生活在一起后，他却对日复一日的平淡生活不满起来。在一次与菲奥纳公主激烈争吵后，他遇到了魔法师侏儒怪（沃尔特·道恩 Walt Dohrn 配音），并与其签订了“一天换一天”的魔法条约。但史莱克没想到，侏儒怪拿走的竟是他出生的那天，结果整个遥远王国变得面目全非，侏儒怪成了国王，派出无数女巫到处搜捕食人魔为奴。而若在日出之前史莱克无法获得菲奥纳公主的真爱之吻，他将彻底消失。焦急的史莱克再次初遇好朋友骡子（艾迪·墨菲 Eddie Murphy 配音），而靴猫剑客（安东尼奥·班德拉斯 Antonio Banderas 配音）则变成了菲奥纳公主的宠物肥猫。在他们的帮助下，史莱克竭尽全力赢取菲奥纳公主的芳心，只可惜事态发展远不如想象顺利……...
在大洋深处的南礁，以大白鲨里诺（罗伯特德尼罗 Robert De Niro 饰）为首的鲨鱼黑帮横行霸道，不可一世，其他鱼类对他们又恨又怕，时刻希望有人（鱼？）出来主持公道，消灭这群恶棍。里诺虽然邪恶，不过却格外疼爱他的儿子弗兰奇（Michael Imperioli 配音）和兰尼（杰克布莱克 Jack Black 配音）。与凶暴的父亲和哥哥不同，兰尼心地善良，平易近鱼，甚至还是个素食主义者。
吊儿郎当的清洗店小职员奥斯卡（威尔史密斯 Will Smith 饰）欠下老板钱财，债台高筑。被五花大绑的他遭到弗兰奇的追杀，而弗兰奇却被突然出现的铁锚砸死。喜好吹牛的奥斯卡因此宣称弗兰奇死于他之手，他还间接和兰尼成为朋友。然而，这却引起鲨鱼黑帮的愤怒……
