Le film d'animation est produit par Chris Meledandri et Janet Healy pour Illumination.Chris Renaud est le producteur délégué. Trey Parker, lauréat d'un Emmy, d'un Tony et d'un Grammy Award rejoint le casting de MOI MOCHE ET MECHANT 3 aux côtés de Steve Carell et Kristen Wiig.Trey Parker n'est autre que le co-créateur de la série phénomène "South Park" et de la comédie musicale à succès The Book of Mormon. Il prête sa voix au méchant Balthazar Bratt, un enfant star qui, devenu adulte, reste omnibulé par le rôle qu'il a interpété dans les années 80 et qui va devenir l'ennemi juré de Gru.