Cuando Shrek se desposó con la princesa Fiona, nunca pensaron en convertirse en los futuros monarcas del Reino de Lejos, Muy Lejos. Pero cuando el Rey Harold, su suegro, enferma, Shrek se ve obligado a buscar un heredero a la altura o tendrá que intercambiar su amado pantano por el trono. Con la ayuda de Asno y del Gato con Botas, Shrek parte a la búsqueda del legítimo heredero de la corona, el rebelde Artie, primo de Fiona. Entretanto, en Lejos, Muy Lejos, el despechado Príncipe Azul intenta tomar la ciudad con un ejército de malos de cuentos de hadas para hacerse con el trono. Pero Fiona y su madre, la reina Lillian, han reunido a numerosas heroínas de cuentos de hadas para defender el feliz reino. Mientras Shrek, Asno y el Gato con Botas se esfuerzan en convertir al pelmazo de Artie en futuro rey, Fiona y las princesas se afanan en detener al Príncipe Azul para que haya un reino que gobernar.

Alex el león es el rey de la selva urbana: es la atracción estelar del zoo neoyorquino de Central Park. Como sus mejores amigos, Marty la cebra, Melman la jirafa y Gloria la hipopótamo, Alex ha pasado toda su vida en feliz e ignorante captividad, bien alimentado y en una jaula con excelentes vistas al parque. No contento con su vida, Marty se deja llevar por la curiosidad y con ayuda de unos prodigiosos pingüinos, escapa del zoo para conocer mundo, con la intención de volver antes de que se haga de día. Alex, Melman y Gloria descubren su fuga y deciden salir en su busca antes de que alguien se de cuenta de su desaparición. Incluso en una ciudad como Nueva York, no deja de llamar la atención ver a un león, una jirafa y un hipopótamo andando por la calle y montando en metro. Los tres amigos consiguen encontrar a Marty en la estación Central, pero antes de que puedan volver al zoo los capturan y los embarcan con rumbo a África. Los pingüinos sabotean el crucero y los cuatro amigos aparecen en una playa de la exótica isla de Madagascar. Estos nativos de Nueva York deben aprender a sobrevivir en estado silvestre; es entonces cuando comprenden el sentido de la expresión "el mundo de ahí fuera es una jungla".

La tranquila vida de Shrek, un ogro enorme, se ve alterada con la visita de un grupo de personajes de cuento, que han sido expulsados de su reino por el malvado Lord Farquaad. Para acabar con esta situación, llegará a un acuerdo con el villano: rescatará a la bella princesa Fiona a cambio de que éste permita al lobo, los tres cerditos y demás personajes regresar a su hogar.