Зеленый великан женился-таки на Принцессе Фионе. Однако неожиданное последствие этого шага (необходимость восшествия на трон Тридевятого Королевства) совершенно Шрека не устраивает. Когда заболевает его тесть, Король Гарольд, Шреку приходится срочно искать себе достойного приемника, ведь иначе ему придется съехать с любимого болота! Шрек собирает своих друзей (Осла и Кота в сапогах) и отправляется на поиски непокорного кузина Фионы Арти, законного наследника королевского трона.

78-летний ворчун Карл Фредриксен считает, что жизнь обходит его стороной. Чтобы сдержать обещание, данное своей почившей жене, он решает осуществить свою мечту о великом приключении, привязав тысячи воздушных шариков к своему дому и — улетев в дебри Южной Америки. Не пролетев и полмили, путешественник обнаруживает, что он ненароком прихватил с собой крайне разговорчивого и неисправимо жизнерадостного 8-летнего мальчика по имени Рассел…

К событиям «Ледникового периода 3» жизнь главных героев мультфильма потерпела некоторые изменения. Мамонты Манфред и Элли ожидают появление на свет своего детёныша; саблезубый тигр Диего впал в раздумье о том, не стал ли он слишком «мягкотелым» в компании своих друзей; ленивец Сид, бредя желанием создать собственное племя, решился украсть несколько яиц динозавра. Отправившись спасать Сида, друзья попадают в таинственный растительный мир, скрытый под толщами льда, где они сталкиваются с динозаврами и агрессивной окружающей средой, а так же знакомятся с охотником на динозавров — лаской по имени Бак.