未来世界的超级都市旧京山（San Fransokyo），热爱发明创造的天才少年小宏，在哥哥泰迪的鼓励下参加了罗伯特·卡拉汉教授主持的理工学院机器人专业的入学大赛。他凭借神奇的微型磁力机器人赢得观众、参赛者以及考官的一致好评，谁知突如其来的灾难却将小宏的梦想和人生毁于一旦。大火烧毁了展示会场，而哥哥为了救出受困的卡拉汉教授命丧火场。身心饱受创伤的小宏闭门不出，哥哥生前留下的治疗型机器人大白则成为安慰他的唯一伙伴。原以为微型机器人也毁于火灾，谁知小宏和大白竟意外发现有人在某座废弃工厂内大批量地生产他的发明。
　　稍后哥哥的朋友们弗雷德等人也加入进来，他们穿上小宏发明的超级战士战斗装备，和怀有险恶阴谋的神秘对手展开较量……

　　马力欧（克里斯·帕拉特 Chris Pratt 配音）和路易吉（查理·戴 Charlie Day 饰）是生活在布鲁克林的两名水管工，他们刚刚成立了自己的小公司，但很显然，他们的家人并不完全支持兄弟两人的这份事业。某日，在工作中，马力欧和路易吉被水管吸入到了一个光怪陆离的世界之中，两人在旅途中被迫分开，马力欧来到了由碧姬公主（安雅·泰勒-乔伊 Anya Taylor-Joy 配音）统治的蘑菇王国，而路易吉则不幸的被传送到了由酷霸王（杰克·布莱克 Jack Black 配音）统治的库巴王国。
　　此时，酷霸王正准备大举进攻蘑菇国，掳走公主并和她结婚，在这个节骨眼上，马力欧的出现带给了碧姬公主希望，她带着马力欧来到了丛林王国，请求那里的国王和王子（塞斯·罗根 Seth Aaron Rogen 饰）的支援。

　　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。
　　公主从前的仙女教母，很早前就曾叫自己的儿子“魅力王子”去城堡里屠龙救美，可惜让史莱克抢先了一步，她找到了童话中鼎鼎大名的怪物杀手穿靴子的猫，准备抢回自己心目中的媳妇。

　　科学家本（Zach Galifianakis 饰）隶属于美国政府某个秘密部门，它通过高科技手段训练豚鼠说话与思考，并将它们培养成特工人员。然而，本的部门却面临被FBI关闭的局面，为了证明他和豚鼠特工的能力，本向豚鼠特工队的负责鼠达尔文（山姆·洛克威尔 Sam Rockwell 配音）下令，要它们潜入赛博林工业的CEO罗纳德·赛博（Bill Nighy 饰）的办公室，寻找罗纳德向中东国家出卖可用于军事的高科技芯片的证据。达尔文毫不怠慢，带着布拉斯特（崔西·摩根 Tracy Morgan 配音）、华蕾斯（佩内洛普·克鲁兹 Penélope Cruz 配音）、苍蝇莫奇和斯贝克斯（尼古拉斯·凯奇 Nicolas Cage 配音）等成员迅速展开行动。
　　这群豚鼠特工队员体型虽小，却身怀绝技，它们成功闯入罗纳德的办公室，并下载到重要资料。然而，这场冒险才刚刚开始……

　　在动物仙子（简·霍洛克斯 Jane Horrocks 配音）和小叮当（梅·惠特曼 Mae Whitman 配音）的帮助下，动物们浩浩荡荡的迁徙到了冬森林，冬森林实在是太美丽了，小叮当瞬间就被迷住了。
　　之后，小叮当发现自己背上的翅膀竟然开始发光，她来到藏书室，好不容易找到了记载着翅膀发光缘由的书籍，却发现自己所需要的那几页书居然被虫蛀得斑斑驳驳。无奈之下，她只得前去寻求图书管理员的帮助，图书管理员告诉小叮当，她所寻求的答案就藏在冬森林之中，于是，小叮当踏上了寻求真理的旅途。在冬森林，小叮当遇见了铃兰花仙子（露西·海尔 Lucy Hale 配音），与此同时，一个隐藏了多年的秘密渐渐浮出水面。

　　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。

　　乔纳森·肯特（Jonathan Kent）和不情愿的年轻搭档达米安·韦恩（Damian Wayne）肩负着将世界从即将到来的厄运中拯救出来的重担。两人必须联手拯救他们的父亲，并通过成为他们打算成为的超级英雄来拯救地球。

　　地球-65，蜘蛛女格温（海莉·斯坦菲尔德 Hailee Steinfeld 配音）因为好友彼特之死而充满愧疚，而父亲对蜘蛛侠的误解也让她倍感焦虑。某次行动中，格温结识了来自其他宇宙的同伴米圭尔·奥哈拉和杰西卡·德鲁。从他们口中得知，为了防止多元宇宙进一步崩坏，米圭尔策划成立了由蜘蛛侠中的精英组成的突击队。格温受邀加入他们，并利用时空穿梭的机会来到了地球-1610，见到久违的迈尔斯（沙梅克·摩尔 Shameik Moore 配音）。此时的迈尔斯和父母关系紧张，他憧憬格温，渴望加入突击队又遭到拒绝。
　　随后迈尔斯又听到一个可怕的消息，每一个宇宙中，失去至亲正是所有蜘蛛侠的可悲宿命……