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.

En Brasil, se contrabandean diversas aves exóticas fuera del país. En Moose Lake, Minnesota, una caja con un polluelo macho de guacamayo de Spix cae de un camión y es encontrada por una niña llamada Linda Gunderson, quien lo llama Blu. Durante los próximos 15 años, Linda llega a ser dueña de una librería. Blu, altamente domesticado y no puede volar porque tiene miedo, es ridiculizado con frecuencia por los gansos de Canadá que pasan afuera de la librería de Linda.

En España, una ganadería propiedad de Moreno (Raúl Esparza) que entrena toros para las corridas de toros llamada Casa del Toro alberga a un becerro de toro llamado Ferdinand (Colin H. Murphy). Es ridiculizado por sus compañeros becerros Bones (Nile Diaz), Guapo (Jet Jurgensmeyer) y Valiente (Jack Gore) por ser poco confrontacional y por su tendencia a oler y proteger flores. Un entristecido Ferdinand huye de Casa del Toro después de que su padre Raf (Jeremy Sisto) no regresa de la corrida de toros para la que fue seleccionado y una flor que le gustaba fue aplastada por Valiente después de que su propio padre fue derrotado por Raf. Eventualmente, termina en una granja de floristería en Sevilla y es adoptado por el dueño Juan (Juanes), su perro Paco (Jerrod Carmichael) y su hija Nina (Julia Saldanha), con quienes comparte un vínculo, causando celos en Paco.

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.

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.

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.