После событий первой части Грю действительно оставил путь злодея. Теперь он занят производством мармеладок и, что важнее, воспитынием трёх приёмных дочерей. Его мирная новая жизнь рушится, когда тайная арктическая лаборатория, где разрабатывали опасное оружие, оказывается похищенной. Мировая безопасность под угрозой, и единственный, кто может помочь — это сам Грю, несмотря на его прошлое.
В недалёком будущем, где воздух продаётся в банках, а природа заменена на синтетические материалы, молодой Тед живёт в городе, где даже трава — искусственная. Его симпатия, аудиторша Одри, мечтает увидеть настоящее живое дерево — последнее, что осталось на планете. Чтобы удивить её, Тед отправляется в заброшенный район за городом, где по легенде растёт это удивительное дерево.