迈克尔（保罗·纽曼 Paul Newman 饰）是一位非常优秀的火箭科学家，同时也是国家重点保护的珍贵人才。莎拉（朱丽·安德鲁斯 Julie Andrews 饰）是迈克尔的助手，同时也是他的未婚妻，某日，两人共同前往哥本哈根，去参加在那里举办的研讨会。

超级坏蛋格鲁（史蒂夫·卡瑞尔 Steve Carell 配音）在听说埃及金字塔被盗的新闻后不满市面上新贼辈出，决定在纳法利欧博士（拉塞尔·布兰德 Russell Brand 配音）的帮助下建造火箭升空盗取月亮。在向坏蛋银行贷款的过程中，格鲁盗取的收缩射线枪被新贼维克托（杰森·席格尔 Jason Segel 配音）抢走。为了夺回收缩射线枪，格鲁决定领养三位孤儿——玛戈（米兰达·卡斯格拉夫 Miranda Cosgrove 配音）、伊迪丝（达娜·盖伊 Dana Gaier 配音）和阿格蕾丝（埃尔希·费舍 Elsie Fisher 配音），利用她们进入维克托的城堡兜售饼干的机会实施偷盗，计划成功后再偷偷处理掉三个小孩。然而在平凡的日常相处中，格鲁却发现自己越来越离不开这三个小鬼，但这样的感情用事却将严重影响周密的盗月计划……

这部新片将是2015年推出的小黄人独立电影《小黄人大眼萌》的直接续集。它作为《神偷奶爸》的衍生作品，讲述了小黄人们在“前格鲁”时代为其他主人服务的经历，不过少年格鲁曾经出现在这部衍生电影里，续集将围绕他与小黄人们结缘的过程展开剧情。

延续了第一部的风格，继续对经典童话进行善意的颠覆。史莱克和费奥娜公主度完浪漫的蜜月后，回到沼泽地。受费奥娜的父母哈沃尔德国王和莉莲王后的邀请，怪物夫妻带着他们的驴子，浩浩荡荡赶往“遥远国”。国王和皇后见到分别多日的女儿和乘龙快婿，惊喜变成惊吓，灾难似乎也从此开始。

怪物王子和恐龙公主的故事在继续。 　　史莱克原以为可以和费奥娜在沼泽地过上自由散漫的生活，谁知道费奥娜的父亲，变成青蛙的“遥远王国”国王病重，史莱克和费奥娜不得不放弃自由，继承王国。 　　对史莱克而言，“祸不单行”：费奥娜怀孕了，显然他没有做好当爸爸的准备。因为不想继承王国，也因为即将出生的小怪物，史莱克带着话痨驴子和穿靴子的猫，一同去找菲奥娜的远方堂弟亚蒂，在他们的软磨硬泡之下，懒散的亚蒂终于答应接过王位这个烫手山芋，四人开始了热闹非凡的回国之旅。 　　与此同时，在国内陪伴父母的费奥娜公主也遇上了不小的麻烦，大反派“魅力王子”纠结了一帮海盗卷土重来，阴谋篡位，费奥娜组织了一支妇女自救队，童话中的公主、母后们悉数上场，展开了搞笑连连的正义之战，及时赶王国的史莱克一行四人，也参加到了队伍中，“另类”大决战的序幕也就此拉开。