Pour Manny le mammouth, Sid le paresseux et Diego le tigre à dents de sabre, la vie a pris un nouveau tour depuis que les glaces fondent. Tandis que Manny rêve d'avoir une famille, Ellie, la dernière femelle de son espèce, se montre introuvable... ou plutôt, il lui manque la tête pour être trouvée ! Mais les problèmes ne sont pas terminés là-bas ! Un immense barrage de glace qui retient l'océan est sur le point de se rompre sous l'effet du réchauffement et menace d'engloutir leur petit coin de paradis. Leur seule chance de survie se trouve à l'autre bout de la vallée, où ils vont devoir faire face à des obstacles inattendus... avec les insupportables frères opossums, Crash et Eddie !