Nach seinen zahlreichen Abenteuern ist Shrek zu einem gesetzten Familienvater geworden. Anstatt weiterhin Dorfbewohner zu verschrecken, ist Shrek allseits beliebt und verteilt nun Autogramme auf Mistgabeln. Doch aufgrund der Monotonie seines Lebens fühlt er sich unerfüllt und bekommt beim ersten Geburtstag seiner Kinder einen Wutanfall, woraufhin er die Feier im Streit mit seiner Frau Fiona verlässt. Getrieben von der Sehnsucht, sich wieder „wie ein richtiger Oger“ zu fühlen, lässt er sich dazu überreden, einen Pakt mit dem wortgewandten Rumpelstilzchen zu schließen. Für einen Tag als richtiger Oger muss Shrek dem Rumpelstilzchen einen Tag seines eigenen Lebens geben. Während Shrek sich nichts Böses ahnend darauf einlässt und sich einen entspannenden Tag wie in alten Zeiten erhofft, hat sich das schlitzohrige Rumpelstilzchen jedoch genau den Tag ausgesucht, an dem Shrek geboren wurde – mit dem Ergebnis, dass Shrek, nachdem er nie geboren wurde, nie existiert hat. Hierdurch entsteht ein Zeitparadoxon – Shrek findet sich in einer alternativen Parallelwelt des Königreichs Weit Weit Weg wieder. Dort herrscht Rumpelstilzchen als tyrannischer Diktator gestützt auf eine Armee von Hexen. König Harold und Königin Lillian hatten ihm als Gegenleistung für die Rettung von Fiona das Königreich überschrieben, sind jedoch ebenfalls einer Vertragsklausel Rumpelstilzchens zum Opfer gefallen und lösten sich direkt nach der Vertragsunterzeichnung in Luft auf. Die Oger werden gejagt und haben sich im Untergrund organisiert, um eine Revolution zu starten. Der Esel muss Fuhrwerke der Hexen ziehen und lernt so Shrek kennen, vor dem er sich zunächst fürchtet. Der Lebkuchenmann ist ein Kekse bekämpfender Gladiator. Der gestiefelte Kater ist ein fettes, faules Haustier von Fiona, die sich mittlerweile selbst aus dem Drachenturm befreit hat und eine Widerstandsgruppe der Oger anführt. Tragischerweise kann sie Shrek, den sie ebenfalls vorher nie kennengelernt hat, zunächst nicht ausstehen. In seinem Pakt mit Rumpelstilzchen ist nämlich bestimmt, dass Shrek, wenn er es schafft, bis zum Morgengrauen des nächsten Tages mit Fiona „der wahren Liebe ersten Kuss“ zu teilen, von seinem Schicksal erlöst und der Pakt mit Rumpelstilzchen ungültig wird. Sollte Shrek das jedoch nicht erreichen, dann wird er, nachdem er nie geboren wurde, verschwinden. Um eine Verbindung zwischen Shrek und Fiona zu verhindern, entsendet Rumpelstilzchen eine Hexenarmee und andere Gefolgsleute, die ihn aufhalten und fangen sollen. Dem Rattenfänger gelingt es schließlich mithilfe seiner Flöte, alle Oger bis auf Shrek gefangen zu nehmen.
Rumpelstilzchen setzt zudem ein Kopfgeld auf Shrek aus. Als Belohnung winkt die Erfüllung eines beliebigen Wunsches. Daraufhin liefert sich Shrek selbst aus, um diesen ausgelobten Wunsch gewährt zu bekommen. Er wünscht sich, dass die gefangenen Oger freigelassen werden, mit dem Hintergedanken, dass auch Fiona dadurch freikommt. Doch wegen des Fluches, der Fiona tagsüber Mensch und nachts Oger sein lässt, zählt Rumpelstilzchen sie nicht als vollwertigen Oger. Es entwickelt sich im Thronsaal des Schlosses von Weit Weit Weg ein Kampf zwischen den freigelassenen Ogern und den Hexen von Rumpelstilzchen. Im Laufe des Kampfes wird Rumpelstilzchen von den Ogern gefangen. Doch für Shrek scheint der Sieg über Rumpelstilzchen und die Hexen bereits zu spät zu kommen. Er beginnt sich aufzulösen, da der versprochene „eine Tag als richtiger Oger“ vorbei ist. Fiona hat sich nun allerdings doch in Shrek verliebt und gibt ihm den einen entscheidenden Kuss. In der Folge löst sich die Parallelwelt auf und Shrek findet sich auf der Geburtstagsfeier seiner Kinder wieder, zu dem Zeitpunkt, als er seinen Wutanfall zu bekommen droht. An die Erlebnisse in der Parallelwelt kann er sich noch erinnern und genießt es daher, wieder mit seiner Familie und seinen Freunden beisammen zu sein.