La Terre à l'âge de glace. Scrat l'écureuil poursuit sa quête d'un gland qui ne cesse de lui échapper. Mais sa cueillette provoque une catastrophe d'une ampleur telle qu'elle entraîne la dislocation des plaques tectoniques et la dérive des continents. Manny le mammouth, Diego le tigre et Sid le paresseux se retrouvent alors séparés des leurs. Dérivant à bord d'un glacier sur l'océan, les trois amis croisent des pirates conduits par le capitaine Gutt, un gorille bien décidé à les exterminer. Pendant ce temps, Ellie, l'épouse de Manny, et leur fille cherchent un endroit où tous pourraient être à nouveau réunis.