A adolescente Mary Katherine (Amanda Seyfried) é magicamente transportada para um universo secreto e vai precisar contar com a ajuda dos seres fantásticos que o habitam para conseguir salvar o mundo dos humanos e este novo reino descoberto de uma força maligna, que ameaça destruir a Terra.

A louca perseguição de Scrat sempre à caça de sua noz inquieta – perseguição à qual ele tem se dedicado desde os primórdios dos tempos – tem consequências que mudam o mundo e causam um cataclismo continental que leva Manny, Diego e Sid a viverem a maior aventura de todos os tempos. Nessa maré de mudanças, Sid acaba reencontrando sua avó turrona, e o bando ainda tem de lidar com uma horda de piratas decididos a impedi-los de voltar para casa.

Capturada por contrabandistas de animais quando tinha acabado de nascer, a arara Blu nunca aprendeu a voar e vive uma vida domesticada feliz em Minnesota, nos Estados Unidos, com sua dona, Linda. Blu pensa que é a última arara de sua espécie. Mas quando descobrem que Jade, uma fêmea, vive no Rio de Janeiro, Blu e Linda vão ao seu encontro em para recuperar a espécie.

Junte-se a Scrat, Manny e Diego empenhados numa perigosa missão para salvar o maluco do Sid. Para isso, os amigos têm que se aventurar num misterioso mundo subterrâneo, no qual encontram bem de perto dinossauros, enfrentam a flora e fauna, e conhecem Buck, uma inquieta doninha de um olho só metida a caçadora de dinossauros.