Scrat, toujours à la poursuite de son gland, provoque une dérive des continents qui sépare Nani le mammouth de sa famille. Nani, Sid le paresseux et Diego le tigre se retrouvent sur un iceberg dérivant sur l'océan.

Les héros de l'Age de glace, éléphants, tigre sabre, paresseux ... reviennent dans une aventure qui va démarrer avec la découverte d'un monde souterrain caché, rempli de monstres préhistoriques.

Une catastrophe se prépare: le réchauffement climatique fait fondre une barrière de glace qui protège la vallée de l'océan. Une inondation est imminente. Manny le mammouth, Diego le tigre et Sid le paresseux doivent s'exiler.