Durante a idade do gelo, um mamute lanudo solitário com um passado trágico junta-se a uma preguiça sabichona e a um tigre-de-dentes-de-sabre intriguista para devolver um menino de um ano ao seu pai caçador.

Manny, Sid, Diego e Scrat regressam para mais gargalhadas pré-histéricas e unem forças com novos amigos: Ellie e os seus irmãos opossum, Crash e Eddie, para salvar o vale de um dilúvio épico.

Scrat continua a tentar apanhar a sempre escorregadia avelã (enquanto, talvez, encontre o verdadeiro amor); Manny e Ellie, esperam ansiosamente o nascimento do seu mini mamute; Diego, o tigre dentes de sabre, questiona-se se não estará a ficar demasiado "bonzinho" com os seus companheiros e Sid, a preguiça, mete-se em sarilhos quando resolve constituir uma família, "desviando" para isso alguns ovos de dinossauro. Numa missão para resgatar o desafortunado Sid, o grupo aventura-se num misterioso e estranho mundo, onde têm encontros com dinossauros, debatem-se com a flora e a fauna, correm freneticamente e encontram uma implacável doninha zarolha, caçadora de dinossauros, chamada Buck.

A busca incessante de Scrat pela bolota amaldiçoada, que dura desde tempos imemoriais, tem consequências de fazer mudar o mundo um cataclismo continental que dá origem à maior aventura de sempre para Manny, Diego e Sid. No rescaldo destes eventos, Sid reencontra a sua avó e a manada encontra perigosos piratas que estão determinados a impedi-los de regressarem a casa.

A busca épica de Scrat pela esquiva bolota catapulta-o para o universo, onde despoleta acidentalmente uma série de acontecimentos cósmicos que transformam e ameaçam o mundo da Idade do Gelo. Para sobreviverem, Sid, Manny, Diego e o resto da manada partem numa aventura repleta de comédia e aventura, viajando para terras exóticas e encontrando uma série de personagens excêntricos.

Os irmãos Crash e Eddie, partiram para encontrar um lugar próprio, mas se encontram presos no Mundo Perdido. Eles são resgatados pela doninha Buck Wild e juntos embarcam em uma missão para salvar o Mundo Perdido do domínio dos dinossauros.