Un mammouth, un paresseux et un tigre à dents de sabre s'unissent pour ramener un bébé à son père. Sid, Diego et Manny et leurs nouveaux amis doivent faire face à la fonte des glaces. Sid se fait enlever par une maman dinosaure dont il a volé les oeufs : ses amis partent le sauver. Manny, Diego et Sid doivent affronter de terribles pirates et explorer un nouveau monde.