Trece años después de graduarse de la educación secundaria en Estados Unidos, Jim Levenstein, Chris "Oz" Ostreicher, Kevin Myers, Paul Finch y Steve Stifler están bien establecidos en sus vidas y carreras. Jim vive en el área de Chicago y sigue casado con Michelle, y ahora tiene un hijo de dos años, Evan. Oz es un comentarista deportivo de la NFL que vive en Los Ángeles con su novia supermodelo Mia. Kevin está casado con Ellie y trabaja desde casa como arquitecto. Finch les cuenta a sus amigos que ha estado viajando por el mundo y aún busca a su verdadero amor. Stifler trabaja como temporero en una firma de inversiones, donde es víctima de humillantes abusos verbales por parte de su empleador.

La loca persecución de Scrat por su escurridiza bellota desde el principio de los tiempos, tiene consecuencias que cambiarán al mundo: un cataclismo continental que desencadenará la mayor de las aventuras para Manny, Diego y Sid.

Dos años después de escapar de un violento ataque a su familia, Becky, de 16 años, intenta reconstruir su vida bajo el cuidado de una mujer mayor, un espíritu afín llamada Elena. Sin embargo, cuando un grupo violento conocido como los Hombres Nobles irrumpen en su hogar, los atacan y se llevan a su querido perro, Becky debe volver a sus antiguas costumbres para protegerse a sí misma y a sus seres queridos.

Después de hacer frente a los peligros de la Edad de Hielo y su posterior deshielo, Sid, Ellie, Diego y Manny afrontan un peligro aún mayor: la convivencia con los dinosaurios.

Después de obtener una orden de restricción de Randal Graves (de "Clerks") por el comercio ilegal de drogas fuera de la tienda Quick Stop, Jay y Silent Bob descubren a través de Brodie Bruce (de "Mallrats") que "Bluntman and Chronic", el cómic basado en sus semejanzas, ha sido adaptado en una película en producción por Miramax Films. En respuesta, los dos visitan a Holden McNeil (de "Chasing Amy"), el co-escritor de "Bluntman and Chronic", y exigen regalías por la película. Sin embargo, Holden les dice a Jay y Silent Bob que vendió su parte de los derechos creativos y de publicación del cómic a su antiguo amigo Banky Edwards. Al enterarse de la película, así como de la reacción negativa que ha recibido hasta ahora en Internet, los dos emprenden una búsqueda hacia Hollywood para evitar que la película se realice y manche su imagen, o al menos recibir el dinero de las regalías que se les debe.

Manny, Sid, Diego y Scrat abandonan su valle y emprenden un divertido viaje por un paisaje en pleno deshielo. Su misión es informar a los demás animales de que la Edad de Hielo se acaba. Por el camino conocen a Ellie, una mamut que derrite el corazón de Manny, y a las simpáticas y traviesas zarigüeyas Crash y Eddie.

¡Jim, Oz, Kevin y Stifler están de vuelta, y más cachondos que nunca! Después de su primer año de universidad, se reúnen y alquilan una casa en la playa para el verano.

Mientras está en una cita en un elegante restaurante con Michelle, Jim está listo para proponerle matrimonio. Su padre le llama para informarle que tiene el anillo. Michelle interpreta mal cuando Jim pospone la pregunta. El padre de Jim llega justo cuando Jim está recibiendo sexo oral, y un incidente captura la atención del restaurante. Jim propone y Michelle acepta.

La persecución de Scrat para conseguir su bellota le llevará a un universo donde accidentalmente activa una serie de eventos cósmicos que amenazan al mundo de Ice Age. Para salvarse, Sid, Manny, Diego y el resto de la manada abandonan su hogar para embarcarse en una misión que los llevará por tierras exóticas donde habitan divertidos personajes.