A ação esquenta – e a temperatura também – para Manny, Sid, Diego e Scrat. Durante a tentativa de escapar do vale para evitar uma enchente de problemas, o divertido grupo embarca em uma hilária viagem por uma paisagem que está descongelando e acabam conhecendo Ellie, uma peluda fêmea de mamute que derrete o coração de Manny.

A Terra sofre alterações climáticas que modificam drasticamente a vida da humanidade. Com o norte se resfriando cada vez mais e passando por uma nova era glacial, milhões de sobreviventes rumam para o sul. Porém o paleoclimatologista Jack Hall segue o caminho inverso e parte para Nova York, já que acredita que seu filho Sam ainda está vivo.