Après avoir sauvé un petit humain, nos 3 compères, Diego, Manny et Sid vivent dans une vallée paradisiaque à la fin de l’ère glaciaire. Malheureusement, toute bonne chose à une fin et ils doivent alors faire face à une catastrophe imminente: un barrage de glace est sur le point de rompre et avec lui, un risque d'inondation menace leur vallée... Nos 3 héros se lancent alors dans un voyage bien périlleux.