Bộ ba quen thuộc trong Kỷ Băng Hà đã trở lại gồm voi ma mút Manny (Ray Romano lồng tiếng), chú lười lắm mồm Sid (John Leguizamo) và hổ răng kiếm Diego (Denis Leary). Bối cảnh giờ đây đã thay đổi, Kỷ Băng Hà chuẩn bị trôi qua, nhiệt độ trái đất tăng dần lên còn các khối băng bắt đầu tan chảy. Các sinh vật sống trong thung lũng lo sợ tuyệt chủng khi thảm họa xảy ra, chúng hướng về chiếc thuyền lớn được đồn là sẽ cứu sống muôn loài nếu có lụt lội. Trên đường di cư kiếm tìm sự sống, ba người bạn của chúng ta gặp gỡ một bộ ba khác, đó là hai chú chuột Crash (Seann William Scott) với Eddie (Josh Peck) và một cô nàng ma mút tự coi mình là một chú chuột bé nhỏ Ellie (Queen Latifah).